质子交换膜燃料电池系统故障机理分析及诊断方法研究综述

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)以其高效无污染等特性在发电、交通运载以及航空航天等领域有广阔的应用前景,然而可靠性和耐久性不足等问题已成为技术瓶颈,亟需探究高效的系统故障诊断方法。该文在介绍质子交换膜燃料电池系统构成及典型故障产生机理的基础上,综述了基于模型方法、数据驱动方法、实验测试方法、融合方法等质子交换膜燃料电池系统的故障诊断方法研究进展,对各种方法进行了分析比对,并对在线诊断技术进行总结分析,最后提出质子交换膜燃料电池系统故障诊断方法发展趋势及展望,以期为其后续研究及快速商业化应用提供参考。

无人机全电刹车系统级联快速终端滑模控制

无人机防滑刹车系统具有高阶非线性、强耦合以及参数时变性等特点,会对无人机的地面滑跑性能造成不利影响。提出了一种无人机全电防滑刹车系统快速终端滑模控制方法,实现对最佳滑移率的准确跟踪,并保证刹车系统的稳定性。建立了无人机全电刹车系统整体模型,在控制器设计过程中避免了对地面结合系数拟合公式的依赖。结合反演控制的思想,逐级设计了快速终端滑模控制器实现对滑移率以及刹车压力参考值的精确跟踪,并通过Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性。通过仿真测试验证了所提出控制策略的有效性。

计及飞行任务与能耗分析的航空燃料电池推进系统能量管理策略

为改善航空燃料电池推进系统的燃料消耗情况并提升系统运行效率,该文提出一种考虑多飞行任务模式与外部最大能耗的综合能量管理方法。在优化常规极小值原理策略的基础上,针对飞行器飞行工况的变化率进行区间划分,改变系统目标函数系数。采用最大外部能耗算法求解超级电容的充放电电压与母线电压的偏差量来实时调整哈密顿函数中的协态变量。最后,通过求解目标函数来控制燃料电池系统的输出功率。基于实时仿真硬件在环测试平台的验证结果表明,所提算法相对于传统的等效氢耗和庞特里亚金最小值原理算法,分别将系统等效氢耗降低了4.6%和3.2%,将系统的平均运行效率提升了10.3%和5.5%,在减少燃料电池系统所承受的应力同时,提升了系统输出的稳定性。

基于ARIMA-LSTM深度学习混合模型的PEMFC老化预测方法

燃料电池涉及电学、机械、电化学、热力学等诸多学科,其性能衰减过程复杂,涉及多物理、多尺度、多部件、多因素,单一模型在燃料电池老化预测中难以同时对其各类特征进行捕获。为在确保预测精度的同时更好地对数据进行线性和非线性拟合,提出一种差分移动平均自回归结合长短期记忆神经网络的预测模型。通过ARIMA(autoregressive integrated moving average model)与LSTM(long short-term memory)对电压衰退数据线性及非线性部分进行预测后,将预测结果与残差作为特征用于LSTM预测工作。将混合模型与单一ARIMA模型、NAR模型、支持向量回归学习对比发现,混合模型在预测精确度和预测性能方面均有较好表现。

航空燃料电池推进系统能量管理策略研究综述

燃料电池推进系统是未来绿色航空的潜在发展方向之一。面对航空燃料电池推进系统的耐久性、经济性等瓶颈问题,如何构建高效的系统能量管理策略已成为系统可靠应用的核心。该文结合国内外研究现况,在分析燃料电池推进系统架构的基础上,详细分析已有的系统能量管理策略的特征和应用场景,并针对策略适应性、实时性以及优化效果进行定性分析。同时,结合特定飞行工况下的无人机飞行仿真实验结果对不同能量管理策略进行定量分析,对未来航空燃料电池推进系统的发展趋势进行探讨,以期为航空燃料电池推进系统的快速大规模应用提供理论参考。

一种新型级联CDSOGI-PLL的电网电压同步信号检测技术

基于双二阶广义积分器的锁相环DSOGI-PLL在电网电压含有大量低次谐波时,其滤波效果不理想,锁相环提取的同步信号频率出现波动。在DSOGI-PLL的基础上,提出一种新型的级联锁相环结构CDSOGI-PLL(cascade second-order generalized integrator PLL)。该结构利用级联的SOGI模块同时削弱电网电压中的各次谐波和间谐波,从而减少谐波对锁相环的影响,准确地提取电网电压同步信号。Matlab仿真和实验结果均表明,文中提出的新型CDSOGI-PLL在电网电压不对称和含有大量低次谐波时能有效、准确地提取基波的正序分量、频率和相位。

永磁同步电机无位置传感器调速系统的研究

提出了一种 Kalman最优估计原理 ,应用于永磁同步机 ( PMSM)无位置传感器调速系统的方案。采用α-β坐标系 ,对电机非线性方程进行线性化 ,并利用扩展 Kalman滤波原理 ,对永磁电机的转角θ和转速ω进行实时在线最优估计 ,对电机 d - q轴电流进行控制 ,实现电机调速 ,不断修正估计转速ω。

永磁同步电机无速度传感器调速系统设计

介绍了一种永磁同步电机无速度传感器调速系统的方案及硬件组成。系统采用α-β坐标系,对非线性电机方程进行线性化,用扩展Kalman滤波原理,对永磁电机的转角θ和转速ω进行实时在线最优估计,不断修正估计转速,使其始终与实际转速保持一致,并对电机d-q轴电流进行实时控制。仿真与实验结果证明,该方法在电机模型不准确和参数时变情况下,实现电机平稳调速。

飞机防滑刹车系统的变结构控制研究

对滑模变结构控制方法进行研究,将其应用于飞机防滑刹车系统的控制中。通过对飞机起降过程的分析,简化了系统的外部条件,建立了飞机刹车系统的非线性模型。结合滑模变结构控制的特点,设计出一种飞机刹车系统的变结构控制。仿真结果证明了所提出的滑模变结构控制方法的正确性和有效性。

飞机防滑刹车模糊滑模变结构控制研究

滑模变结构控制具有好的快速性和强的鲁棒性,非常适合工作环境复杂的飞机刹车系统,但其固有的抖振问题亟待解决。针对飞机防滑刹车系统的高度非线性,设计了一个模糊滑模变结构控制器。在滑模变结构控制基础之上,通过模糊逻辑的调节作用实现附加控制,柔滑控制信号,削弱抖振,提高控制品质。仿真结果表明,飞机防滑刹车系统能够很好地跟踪最佳滑移率,控制方法合理有效。

基于迭代学习的PID控制研究

本文利用迭代学习控制过程记忆的期望控制ud(t)、期望轨迹yd(t)以及跟踪误差ek(t)提出了拟合系统PID控制器参数的方法。这种方法实现的PID控制器结构简单,作用于系统可获得较佳的动态特性和较强的鲁棒性。仿真实例表明,这种方法具有很好的可行性和实用性。

迭代学习在PID控制中的应用

利用迭代学习过程记忆的期望控制、期望轨迹以及跟踪误差,提出了拟合控制系统的PID控制器参数的方法。用这种方法实现的PID控制器结构简单,作用于系统可获得较佳的动态特性和较强的鲁棒性。仿真实例表明了这种方法具有很好的可行性和实用性。

飞机三级式发电机调压系统滑模变结构控制方法研究

论文在分析飞机三级式发电机组成结构和工作原理的基础上,利用坐标变换,根据发电机运动方程,在MATLAB环境下建立了飞机发电机整体系统的仿真模型。从滑模变结构控制理论出发,提出了一种基于滑模变结构的调压系统设计方法,并在Simulink环境下对其进行了仿真。仿真结果证明所建立模型和所使用的方法是正确的、可行的。

基于LabVIEW的摩擦磨损试验机智能测控系统

利用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发一种多功能摩擦磨损试验机智能测控系统。该智能测控系统以工控机为核心,集数据采集、数据处理、波形显示和试验环境控制为一体,实现了温度、速度、压力、力矩和摩擦系数的实时检测。利用LabVIEW内嵌的C语言子程序使系统具有灵活而又强大的数据处理能力,且能为以后的数据处理提供一个很好的平台。该试验机可更好地模拟现实工况条件,开展多种方式下的摩擦学试验研究。

飞机制动过程滑移率寻优方法研究

研究了飞机刹车过程中,跑道表面结合系数与滑移率的非线性关系。以刹车系统滑移率为目标函数,提出了基于结合系数与滑移率曲线跟踪最佳滑移率的飞机防滑刹车系统的控制律。仿真试验验证了所提出控制律的可行性和有效性。

实用隔离型RS485通信接口的设计

运用MAX1480B芯片设计完成了实用隔离型RS 4 85通信接口 ,方便地完成了RS 2 32与RS 4 85的转换 ,其性能稳定可靠。同时介绍了通信软件设计要点及编程方法。

介损传感器误差分析

介绍了用于介电特性测量的电流传感器工作原理 ,对铁芯材料性能要求 。

无刷直流电动机起动方法及其仿真

介绍了一种适合于负载情况下,基于DSP的三相导通升频升压同步无传感器无刷直流电动机的起动方法,并进行了仿真验证,证明该方法在无刷直流电动机带载情况下,电动机起动稳定和可靠,系统运行性能良好。

DOS环境下实时多任务监测系统的实现

本文主要讨论基于ＤＯＳ系统，实现实时多任务监测功能的途径，以及如何利用动态覆盖方法克服有限内存空间，使大于内存空间的程序也能在系统中运行．同时以某监测系统为例具体描述系统的硬件、软件的实现方法．

基于EHA的多轮系飞机刹车系统的建模与仿真

介绍了一种采用电动静液作动器(EHA)代替原有液压作动机构的飞机多轮系防滑刹车系统,在重点分析EHA的系统组成原理和工作特性的基础上,建立了EHA及多轮系飞机刹车系统的数学模型,采用Matlab/Simulink对其进行仿真。仿真结果表明:所建立的模型基本正确,结果与真实刹车基本吻合;采用EHA代替液压系统能极大改善飞机刹车性能。