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番禺化龙镇云梯车出租, 番禺云梯车出租, 广州云梯车出租 PEMFC空气系统防喘振控制技术 喘振控制技术包括防喘振被动控制与主动控制两种,防喘振被动控制是指在空压机工作过程中,保证空压机的工作点与喘振发生的流量点之间始终保持一定的安全裕度,以阻止空压机工作点达到喘振点。主动控制方法是从喘振发生的原理出发,通过对空压机性能的改进来抑制运行过程中气流不稳定状况的发生,进而防止喘振工况出现。对离心式空压机的防喘振,被动控制常采用对空压机入口流量或出口压力进行调节的方法,使工作点始终远离喘振区域。在实际中,常常通过防喘阀实现流量调节,其流量控制方案又分为固定极限流量法与可变极限流量法。固定极限流量法是指设定一个固定的不发生喘振的极限流量,在离心式空压机运行过程中,通过打开防喘阀保证空压机流量始终大于该固定流量,从而避免空压机发生喘振。这种方法的控制系统结构相对简单,不需要复杂的控制过程,但是减小了空压机的运行范围,降低了空压机的效率,增加了能耗。
可变极限流量法也是通过增大空压机流量来防止喘振发生的。在空压机运行过程中适当的调节防喘阀开度,保证空压机流量大于当前运行转速下的喘振临界流量。与固定极限流量法相比,这种方法可以提高空压机的工作效率,扩大了空压机的运行范围,减小了能耗,但对应的控制系统设计相对复杂。通过构造双环PID控制器同时控制电机驱动电压和燃料电池系统排空阀开度,进而可以对空压机出口流量与压强同时调节,当出口流量降低时,阀门开度相应增大,使空压机工作点在任何工况下都可以远离喘振线,从而避免了喘振的发生。设计了一种模型参考自适应控制来避免燃料电池用离心式空压机喘振的发生,并仿真验证了模型参考自适应控制效果要好于反馈控制方式。主动控制方法是基于喘振发生的原理,通过对空压机性能的改进来抑制气流不稳定状况的发生,进而防止喘振工况出现。 首先提出了主动控制的设想。1989年通过建立喘振时的Greitzer喘振动态非线性方程组模型,并对方程施加小扰动的方式分析了方程的稳定性,在此基础上,通过利用流场与声场相互干扰的方式首次实现了空压机喘振主动控制。之后,成功的实现了主动控制,研究成果证明了相较于被动控制,主动控制的临界流量减少了25%,扩大了空压机的工作范围,在空压机喘振临界流量控制上具有明显的优势。喘振主动控制研究是喘振研究的趋势,但由于研究起步较晚,目前实际工程应用相对较少。
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PEMFC空气系统流量控制技术, 为了避免燃料电池运行过程中出现“氧饥饿”等问题,国内外学者对燃料电池空气系统流量控制策略进行了大量的研究。早期学者多采用线性控制器对燃料电池阴极系统进行控制。建立了PEMFC的动态模型并针对该模型设计了三种不同的控制结构实现燃料电池过氧比控制。第一种是稳态前馈控制器,该控制器通过查表的方式辨识电流与空气流量的关系进而实现阴极空气流量控制,第二种是动态前馈控制器+PI反馈形式控制空气流量,通过在反馈支路中添加PI控制器的方式可以有效地消除稳态误差,与稳态前馈控制器相比,获得了更好的动态特性,第三种是通过在稳态前馈控制器反馈回路上添加状态观测器从而获得更好的可观性以及更好的动态特性。但对于非线性的燃料电池系统而言,线性控制器并不适合。随着控制技术的发展,越来越多的非线性控制方法被运用到空压机流量控制中来。首次使用二阶滑模控制技术来对燃料电池空气系统进行控制,由于滑模控制对参数的不确定性和外部扰动不明感,该方法从而极大地提高了燃料电池系统的鲁棒性。在此基础上对算法进行改进,采用滑模变结构方法控制离心式空压机驱动转矩,进而实现对空压机输出流量的动态调节,同时为了更好的解决空压机电流与压强之间的强耦合关系,通过将两者的耦合视为扰动,进而设计了一种扰动解耦控制器极大的提高了控制效果。在二阶滑模控制的基础上设计了三阶滑模控制器用于出口流量控制。实验结果表明,三阶滑模控制可以很好地解决系统边界不确定的问题。
除了滑模控制方式,由传统线性PID控制器改进而来的非线性PID控制器也可以很好地适应燃料电池空气系统控制。 设计了一种基于神经网络的自适应PID控制器用于燃料电池过氧比控制,在每个采样时间,PID控制器的系数在线更新。实验结果表明,该控制器可以很好地适应非线性的燃料电池空气系统,与其他非线性控制器相比,减少了大量的计算过程。 为了避免负载突变过程中出现燃料电池“氧饥饿”问题,加入了超级电容构成了混合动力系统,并从能量管理的角度出发,设计了一种模型预测控制器,合理分配负载大小突变时的混合动力系统出力分配,从而有效的避免了“氧饥饿”现象的发生。对于流量、压力复杂耦合的离心式空压机,为使系统具有较好的控制效果,控制器设计往往非常复杂,难以实现工业应用。模糊控制是一种基于模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理的非线性控制方法。它通过模拟人的思维,借助于操作人员经验,以实现对复杂的、不确定的过程控制。它具有简单、高效、易于实现的优点。本文通过将模糊控制理论与传统PID控制相结合,使PID控制器参数能够自我整定,较好的实现了对燃料电池阴极空气流量的控制。
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