质子交换膜燃料电池混合建模研究 被引量：2

1

作者 仲志丹 朱新坚 史君海 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第24期5617-5619,5623,共4页

支撑向量机(SVM)理论完备,泛化能力强,很适合对燃料电池建模。但是建立高维SVM模型需要大量的实验数据,为了克服这一困难,使用SVM和压力增量机理模型相结合的方法对质子交换膜燃料电池进行混合建模:SVM模型只考虑电流和温度对电压的影响... 支撑向量机(SVM)理论完备,泛化能力强,很适合对燃料电池建模。但是建立高维SVM模型需要大量的实验数据,为了克服这一困难,使用SVM和压力增量机理模型相结合的方法对质子交换膜燃料电池进行混合建模:SVM模型只考虑电流和温度对电压的影响,而压力增量模型则在此基础上预测阴极压力和阳极压力对电压的影响。混合后的模型能够预测不同电流、温度、阴极压力和阳极压力下的输出电压。结果表明这种方法建立的数学模型误差小于1.6%,能够达到很好的拟合精度。 展开更多

关键词 燃料电池 混合建模 质子交换膜燃料电池 支撑向量机 压力增量模型

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燃料电池的模糊辨识建模与变结构控制研究 被引量：1

2

作者 苗青 曹广益 +1 位作者 朱新坚 李曦 《计算机仿真》 CSCD 2005年第1期220-223,共4页

该文从DMFC实际应用的角度出发 ,首先利用模糊聚类和线性辨识方法基于实验的输入 (甲醇、空气、冷却水的流速 )输出 (温度 )数据建立DMFC的T -S模糊预测模型 ,然后基于该辨识的温度模型 ,设计了一个DMFC电堆工作温度的在线系统。最后 ,... 该文从DMFC实际应用的角度出发 ,首先利用模糊聚类和线性辨识方法基于实验的输入 (甲醇、空气、冷却水的流速 )输出 (温度 )数据建立DMFC的T -S模糊预测模型 ,然后基于该辨识的温度模型 ,设计了一个DMFC电堆工作温度的在线系统。最后 ,用辨识的温度模型代替实际的DMFC电堆进行控制仿真 ,仿真结果证明对DMFC电堆采用辨识建模的方法是有效的 ,建立的模型精度较高 ,以及所设计的变结构控制器性能优越 。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 模糊聚类 变结构控制

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MCFC型燃料电池的神经网络建模与基于FGA的模糊控制研究

3

作者 戚志东 朱新坚 曹广益 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期65-70,共6页

为了提高燃料电池的发电性能,熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)堆的运行温度应该控制在一个合适的范围内.本文首先利用RBF神经网络辨识复杂非线性系统的能力,基于实验的输入输出数据,建立起MCFC电堆的神经网络温度模型;然后设计了MCFC电堆工作... 为了提高燃料电池的发电性能,熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)堆的运行温度应该控制在一个合适的范围内.本文首先利用RBF神经网络辨识复杂非线性系统的能力,基于实验的输入输出数据,建立起MCFC电堆的神经网络温度模型;然后设计了MCFC电堆工作温度的一个基于模糊遗传算法的在线模糊控制器,用模糊遗传算法同时优化模糊控制器的参数及规则.最后用神经网络的辨识模型代替实际的电堆进行控制仿真,仿真结果证明建模是有效的,所设计的模糊控制器具有较好的性能. 展开更多

关键词 模糊控制器 RBF神经网络 建模 模糊遗传算法 辨识模型 仿真结果 非线性系统 MCFC 电堆 燃料电池

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质子交换膜燃料电池建模与稳态分析 被引量：16

4

作者 莫志军 朱新坚 曹广益 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期2255-2259,共5页

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆进行电输出特性研究,有助于改善燃料电池的设计,提高其性能。通过所建立的电堆参数模型,就能够研究主要运行参变量对电堆输出性能和电堆非线性内阻产生的影响。仿真和测试结果表明此参数模型是可操作和... 对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆进行电输出特性研究,有助于改善燃料电池的设计,提高其性能。通过所建立的电堆参数模型,就能够研究主要运行参变量对电堆输出性能和电堆非线性内阻产生的影响。仿真和测试结果表明此参数模型是可操作和有效的,并可方便的用于PEMFC控制方法研究。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 建模 稳态仿真 稳态分析

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基于神经网络的固体氧化物燃料电池电堆建模 被引量：9

5

作者 吴小娟 朱新坚 +1 位作者 曹广益 屠恒勇 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1068-1071,共4页

针对现有的固体氧化物燃料电池(SOFC)模型过于复杂,难以满足工程上对SOFC系统实时控制设计的需要,提出了利用遗传算法(GA)优化径向基函数(RBF)神经网络实现对SOFC电堆建模。在建模过程中,利用遗传算法优化RBF神经网络的输出权值及高斯... 针对现有的固体氧化物燃料电池(SOFC)模型过于复杂,难以满足工程上对SOFC系统实时控制设计的需要,提出了利用遗传算法(GA)优化径向基函数(RBF)神经网络实现对SOFC电堆建模。在建模过程中,利用遗传算法优化RBF神经网络的输出权值及高斯基函数的中心向量和基宽向量,采用优化后的参数作为网络初始值,然后利用梯度下降法对各参数进行调整。通过仿真对该建模的有效性和建模精度进行了检验。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 径向基函数神经网络 遗传算法 电特性模型

原文传递

燃料电池广义内阻的在线测量 被引量：13

6

作者 莫志军 胡林会 朱新坚 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期95-98,共4页

叙述了一种实用的燃料电池广义内阻在线测量方法。此方法是一种软测量方法,计算简单,并根据电堆实际运行情况,对模型进行在线校正,因此所获得的广义内阻及其模型包含电堆运行的实时信息,便于对电堆进行实时控制、故障检测和工程电路分析。

关键词 广义内阻 在线测量 在线调整

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管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池的研制 被引量：5

7

作者 于如军 曹广益 +1 位作者 刘秀清 李中芳 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期427-430,共4页

制备了一种新型的直接甲醇燃料电池,即管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池,采用弯曲热压法制备出管状膜电极。将管状膜电极固定在一个具有导电性能的多孔管上,制作出管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池。燃料的供给根据使用目的不同,既可以用... 制备了一种新型的直接甲醇燃料电池,即管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池,采用弯曲热压法制备出管状膜电极。将管状膜电极固定在一个具有导电性能的多孔管上,制作出管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池。燃料的供给根据使用目的不同,既可以用泵连续输送,作为固定电源,也可以采用间歇式补充甲醇溶液,作为便携式电源。同时对影响电池性能的因素,如阴极催化剂的用量,甲醇的浓度和甲醇的温度等进行了考察。阴极表面催化剂的用量可以显著地影响电池的功率密度,甲醇溶液的温度也是影响电池性能的一个关键因素。在阳极催化剂的用量为2mg/cm2Pt-Ru,阴极催化剂用量为3mg/cm2Pt,甲醇溶液浓度为4mol/L,温度为80℃时,采用空气自呼吸方式,电池的功率密度达到10mW/cm2。在管的内部一次加入4mol/L的甲醇溶液,在没有任何外围设备时,常温常压下工作,一个10cm2的管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池可以稳定提供40mW功率的时间超过5h。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 管状 空气自呼吸

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质子交换膜燃料电池建模与动态仿真 被引量：19

8

作者 莫志军 朱新坚 《计算机仿真》 CSCD 2006年第2期192-196,共5页

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆进行电输出特性研究,有助于改善燃料电池的设计,提高其性能。运用MATLAB的S imu link仿真工具对PEMFC建立仿真模型,通过所建立的电堆参数模型,就能够研究主要运行参变量对电堆动态输出性能和电堆非线性... 对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆进行电输出特性研究,有助于改善燃料电池的设计,提高其性能。运用MATLAB的S imu link仿真工具对PEMFC建立仿真模型,通过所建立的电堆参数模型,就能够研究主要运行参变量对电堆动态输出性能和电堆非线性内阻产生的影响。当电堆输出电流出现阶跃变化时,对电堆电压,输出功率,消耗功率,电堆效率,非线性内阻的动态响应,进行了仿真和结果分析。仿真结果符合文献[7]实验数据,表明此参数模型是可操作和有效的,并可方便地用于PEMFC控制方法研究。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 建模 动态仿真

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基于一种改进的RBF神经网络的直接甲醇燃料电池建模 被引量：3

9

作者 苗青 曹广益 朱新坚 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期284-285,289,共3页

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)系统过于复杂,难以数学建模。应用一种改进的 RBF 神经网络对 DMFC 系统进行辨识建模。模型以甲醇的浓度和流速为神经网络辨识模型的输入量,电池电压/电流密度为输出量,利用 1000 组实验数据作为训练和测试样... 针对直接甲醇燃料电池(DMFC)系统过于复杂,难以数学建模。应用一种改进的 RBF 神经网络对 DMFC 系统进行辨识建模。模型以甲醇的浓度和流速为神经网络辨识模型的输入量,电池电压/电流密度为输出量,利用 1000 组实验数据作为训练和测试样本,建立了不同甲醇浓度和流速下电池电压/电流密度动态响应模型。应用仿真对建模的有效性和精度进行了检验,并与 BP 神经网络辨识的效果进行了对比。仿真结果证明 RBF 神经网络比 BP 神经网络收敛得快,建模精度高,从而为设计 DMFC 实时控制系统奠定了基础。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 神经网络 辨识建模 RBF

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燃料电池的模糊神经网络辨识建模与电压控制 被引量：3

10

作者 苗青 曹广益 朱新坚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期95-97,共3页

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)输出电压易受电池负载变化影响的问题,提出了利用模糊神经网络辨识技术建立DMFC的电特性模型.基于该辨识模型,设计了一个自适应模糊神经电压控制器,其参数采用改进的BP算法进行在线修正.仿真结果表明,对DMFC... 针对直接甲醇燃料电池(DMFC)输出电压易受电池负载变化影响的问题,提出了利用模糊神经网络辨识技术建立DMFC的电特性模型.基于该辨识模型,设计了一个自适应模糊神经电压控制器,其参数采用改进的BP算法进行在线修正.仿真结果表明,对DMFC采用辨识建模的方法是有效的,建立的模型精度较高,所设计的自适应模糊神经电压控制器性能优越. 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 模糊神经网络辨识 电压控制器

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太阳能燃料电池联合发电系统的建模与控制 被引量：3

11

作者 李炜 朱新坚 曹广益 《计算机仿真》 CSCD 2006年第8期218-221,257,共5页

太阳能燃料电池联合发电系统主要由太阳能光伏阵、质子交换膜燃料电池(PEMFC)和电极组成。该联合系统具有非线性特性。通过分析建立了该系统各个组成部分的数学模型,采用PID控制器对系统进行控制。在MATLAB/SIMULINK环境下对整个控制系... 太阳能燃料电池联合发电系统主要由太阳能光伏阵、质子交换膜燃料电池(PEMFC)和电极组成。该联合系统具有非线性特性。通过分析建立了该系统各个组成部分的数学模型,采用PID控制器对系统进行控制。在MATLAB/SIMULINK环境下对整个控制系统进行仿真,测试系统在负载电流阶跃变化和各种天气条件快速变化下的动态响应性能。仿真结果表明,经过负载阶跃变化后,系统能在短时间内趋于稳定。系统超调在可接受的范围内。系统性能对于负载电流的阶跃变化响应是令人满意的,控制方案可以达到预期效果。 展开更多

关键词 太阳能 质子交换膜燃料电池 动态响应 比例积分微分控制器

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质子交换膜燃料电池系统控制与应用现状 被引量：6

12

作者 刘呈则 朱新坚 《能源技术》 2004年第3期99-104,共6页

描述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的控制及其在中低功率领域中的应用现状。首先概述了过程模型和电压预测模型,对影响电堆性能的各参数进行分析。其次,从目前运用的简单控制方法、混合动力驱动、效率优化、故障容许等方面对PEMFC系... 描述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的控制及其在中低功率领域中的应用现状。首先概述了过程模型和电压预测模型,对影响电堆性能的各参数进行分析。其次,从目前运用的简单控制方法、混合动力驱动、效率优化、故障容许等方面对PEMFC系统的分析与控制结构作了说明。然后介绍了PEMFC的几种具体应用。最后结合国内外的相关研究进展,提出了一些有待进一步研究的方向。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 参数分析 系统控制

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直接甲醇燃料电池的数学建模与神经网络辨识建模

13

作者 苗青 曹广益 朱新坚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期-,共3页

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)非线性系统建模问题,提出了两种不同的建模方法(1)采用电化学、流体动力学、热力学等理论,建立了DMFC电池性能数学模型;(2)利用改进型BP神经网络建立DMFC电池性能辨识模型.结合DMFC实验数据进行仿真测试,结... 针对直接甲醇燃料电池(DMFC)非线性系统建模问题,提出了两种不同的建模方法(1)采用电化学、流体动力学、热力学等理论,建立了DMFC电池性能数学模型;(2)利用改进型BP神经网络建立DMFC电池性能辨识模型.结合DMFC实验数据进行仿真测试,结果表明这两种建模方法均合理、有效,建立的模型精度较高,从而为设计DMFC在线控制器奠定了基础. 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 数学模型 电化学 流体动力学 辨识模型

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基于参数自调整AFNN的燃料电池电特性建模

14

作者 苗青 曹广益 朱新坚 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期241-244,共4页

根据直接甲醇燃料电池(DMFC)的组成结构、工作原理,运用电化学、流体动力学、热力学等理论,建立了DMFC数学模型。数学模型较为复杂,对工程上DMFC控制系统的设计特别是实时控制的情况,应用不方便。提出了利用自适应模糊神经网络(AFNN)进... 根据直接甲醇燃料电池(DMFC)的组成结构、工作原理,运用电化学、流体动力学、热力学等理论,建立了DMFC数学模型。数学模型较为复杂,对工程上DMFC控制系统的设计特别是实时控制的情况,应用不方便。提出了利用自适应模糊神经网络(AFNN)进行辨识建模,并结合DMFC实验数据进行仿真验证,结果表明这种辨识建模是完全可行的,建模的精度也较高。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 电化学 流体动力学 自适应模糊神经网络(AFNN)

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基于RBFNN的DMFC温度建模与神经模糊控制研究 被引量：12

15

作者 戚志东 朱新坚 曹广益 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期126-129,137,共5页

为了提高燃料电池的发电性能,直接甲醇燃料电池(DMFC)堆的运行温度应该控制在一个合适的范围内。简单介绍了利用RBF神经网络基于实验的输入输出数据建立DMFC电堆温度模型的方法,避开了电堆的内部复杂性;在控制过程中,将训练好的网络模... 为了提高燃料电池的发电性能,直接甲醇燃料电池(DMFC)堆的运行温度应该控制在一个合适的范围内。简单介绍了利用RBF神经网络基于实验的输入输出数据建立DMFC电堆温度模型的方法,避开了电堆的内部复杂性;在控制过程中,将训练好的网络模型作为DMFC控制系统的参考模型,采用一种改进的模糊遗传算法(FGA)在线对神经模糊控制器的参数进行自适应调整,采用最近邻聚类算法(NNCA)对控制器的模糊规则库进行更新。在仿真实验中,将所提出的算法与非线性PID和传统模糊算法进行比较,结果表明所设计的神经模糊控制器具有较好的性能。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 径向基函数神经网络(RBFNN) 模糊遗传算法(FGA) 最近邻聚类算法

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SOFC建模与控制策略的研究现状与发展 被引量：10

16

作者 霍海波 朱新坚 曹广益 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期833-836,共4页

简单介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的单体结构类型和工作原理;然后详细介绍SOFC的电极、单电池、电堆、系统四个层次的建模以及SOFC控制的研究现状,并指出现有模型的不足;接着讨论SOFC电池数学建模的发展方向;最后,针对SOFC系统的非... 简单介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的单体结构类型和工作原理;然后详细介绍SOFC的电极、单电池、电堆、系统四个层次的建模以及SOFC控制的研究现状,并指出现有模型的不足;接着讨论SOFC电池数学建模的发展方向;最后,针对SOFC系统的非线性、大时滞、多输入多输出和随机干扰等特征,提出了几种适宜的控制方案。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池(SOFC) 建模 控制

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基于神经网络辨识的DMFC电压模型研究 被引量：3

17

作者 戚志东 朱新坚 曹广益 《计算机仿真》 CSCD 2005年第5期92-94,114,共4页

介绍并分析了直接甲醇燃料电池(DMFC)的工作原理及理论电压模型,并针对直接甲醇燃料电池系统过于复杂,理论电压模型存在明显不足的特点,试图绕开DMFC的内部复杂性,基于实验数据,利用神经网络逼近任意复杂非线性函数的能力,将神经网络辨... 介绍并分析了直接甲醇燃料电池(DMFC)的工作原理及理论电压模型,并针对直接甲醇燃料电池系统过于复杂,理论电压模型存在明显不足的特点,试图绕开DMFC的内部复杂性,基于实验数据,利用神经网络逼近任意复杂非线性函数的能力,将神经网络辨识方法应用到DMFC这种高度非线性系统的建模中去,以1000组电池电压、电流密度实验数据作为训练样本,采用基于LM算法的改进BP神经网络,建立了不同温度下电池电压-电流密度的神经网络辨识模型。仿真结果表明这种方法是可行的,建立的模型精度较高。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 神经网络 算法 辨识

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基于集结投影次梯度的机组组合算法研究 被引量：4

18

作者 苗青 曹广益 朱新坚 《计算机仿真》 CSCD 2008年第2期245-247,302,共4页

针对大规模电力系统机组组合问题,提出了基于集结投影次梯度方法的分解协调算法。首先在上层通过拉格朗日松弛方法将原问题分解为多个子问题,从而减小了求解问题的复杂度,避免了维数灾问题,同时显著降低了计算时间,使得原问题可以在多... 针对大规模电力系统机组组合问题,提出了基于集结投影次梯度方法的分解协调算法。首先在上层通过拉格朗日松弛方法将原问题分解为多个子问题,从而减小了求解问题的复杂度,避免了维数灾问题,同时显著降低了计算时间,使得原问题可以在多项式时间内求解,随后下层子问题采用动态规划方法很容易求最优解。算例仿真结果表明,所采用的集结投影次梯度方法调整拉格朗日乘子,避免了传统次梯度方法振荡现象严重的缺点,同时加快了收敛速度,得到了令人满意的机组组合方案。 展开更多

关键词 机组组合 拉格朗日松弛 集结投影次梯度

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基于改进BP神经网络辨识的DMFC建模研究 被引量：3

19

作者 戚志东 朱新坚 曹广益 《计算机仿真》 CSCD 2006年第5期58-61,共4页

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)系统过于复杂,难以建模的特点,该文试图绕开DMFC的内部复杂性,基于实验数据,利用神经网络逼近任意复杂非线性函数的能力,将神经网络辨识方法应用到DMFC这种高度非线性系统的建模。以1000组电池电压、电流密... 针对直接甲醇燃料电池(DMFC)系统过于复杂,难以建模的特点,该文试图绕开DMFC的内部复杂性,基于实验数据,利用神经网络逼近任意复杂非线性函数的能力,将神经网络辨识方法应用到DMFC这种高度非线性系统的建模。以1000组电池电压、电流密度实验数据作为训练样本,采用基于LM算法的改进BP神经网络,建立了不同温度下电池电压-电流密度动态响应模型。仿真结果表明这种方法是可行的,建立的模型精度较高,它使得设计DMFC的实时控制器成为可能。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 神经网络 辨识

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基于广义回归神经网络的SOFC电压模型研究 被引量：3

20

作者 霍海波 朱新坚 曹广益 《计算机仿真》 CSCD 2007年第2期232-235,共4页

首先介绍并分析了固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作原理和理论电压模型。然后,针对SOFC系统过于复杂,理论电压模型存在明显不足的特点,试图绕开SOFC的内部复杂性,利用广义回归神经网络(GRNN)对SOFC系统进行辨识建模。模型以电池工作温度... 首先介绍并分析了固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作原理和理论电压模型。然后,针对SOFC系统过于复杂,理论电压模型存在明显不足的特点,试图绕开SOFC的内部复杂性,利用广义回归神经网络(GRNN)对SOFC系统进行辨识建模。模型以电池工作温度为神经网络辨识模型的输入量,电池电压/电流密度为输出量,利用750组实验数据作为训练样本,建立了SOFC在不同工作温度下的电池电压/电流密度动态响应模型。仿真结果表明了该方法的有效性,所建模型精度也较高。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 广义回归神经网络 模型

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