车载质子交换膜燃料电池的发展状态与能量管理优化综述

质子交换膜燃料电池是利用电化学反应,将H2 和空气中的O2 直接生成电能的一种装置,其以启动快、功率密度高、噪音小、清洁无污染的特性成为未来车载动力系统的重要发展方向之一。本文针对车载燃料电池系统的发展状态进行综述,提出寿命提升是目前车载燃料电池动力系统的主要任务之一。有效的车载能量管理策略可以提升燃料电池系统的耐久,并降低其全寿命周期使用成本,促进燃料电池系统商业化运营。基于规则的能量管理策略、基于优化的能量管理策略、基于人工智能的能量管理策略是目前重要的三种能量管理算法类型,可依据实际应用场景进行能量管理算法的选择和应用。

基于支持向量机的燃料电池关机策略选择

关机过程对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)的耐久性与寿命影响巨大。依据温度不同,燃料电池的关机过程可分为冷吹扫关机与常温吹扫关机。常温吹扫关机后的燃料电池质子交换膜含水较多,如果在关机期间遇到低温环境,则会损坏电堆。冷关机吹扫关机虽然可以应对低温环境,但损失氢气更多且会降低燃料电池寿命。针对以上问题,文章提出一种基于支持向量机的燃料电池关机策略选择策略,该方法利用小时采样白天温度,并支持向量机处理线性不可分问题。实验结果证明了该方法的有效性。

基于混沌理论的PID参数自整定锅炉汽包水位控制系统设计

锅炉汽包水位是工业蒸汽锅炉安全稳定运行的重要指标,目前水位控制普遍采用前馈串级三冲量控制器,控制效果与控制器PID参数选择关系很大,而常用的参数整定方法步骤繁琐,搜索效率较低,且不一定最优,控制效果常出现大的振荡和超调。本文利用混沌具有遍历性的特点,对基于Logistic映射的混沌搜索优化方法进行了改进,采用一类在有限区域范围内折叠次数无限的一维迭代混沌自映射,提出一种新的混沌PID优化参数方法。通过对汽包模型的仿真结果表明,该算法具有较高的搜索效率与搜索精度,能够实现PID参数的优化整定。

基于模糊控制的质子交换膜燃料电池氮管理

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极侧的氮向阳极侧扩散,并在阳极侧累积的问题,文章提出一种基于模糊控制的阳极氮管理策略。该策略克服质子交换膜燃料电池阳极氮浓度变化大惯性的特点,采用模糊控制,并使用估计模型的估计结果作为输入变量,并以模糊控制器的输出控制燃料电池氢气路尾排动作,控制阳极侧的氮浓度在阈值范围内。该控制模型具有模型简单实用,控制策略易于表格化,且鲁棒性强等优点。仿真结果证明了该策略的有效性。

基于模糊PID的高速切纸机速度控制系统

针对圆筒切刀式高速切纸机控制系统开发应用过程中出现的精度控制问题,提出了基于模糊PID的高速切纸机精度控制方法。切纸机的精度主要与送纸速度和切刀速度控制有关,用速度闭环控制在保证其速度稳定的前提下,采用模糊PID控制方法来提高送纸辊速度与切刀速度的同步性以提高切纸精度。在Matlab的Simulink平台中建立了基于模糊PID的切纸机速度控制系统模型,并进行了仿真和结果分析。

面向时空数据的多粒度结构化表示

针对时空感知数据在时间、空间维度分布不均衡所导致的问题,本文提出了3DTree的时空多粒度结构。进而以不同平台、不同类型、不同地域的数据集实验验证了所提出的时空多粒度结构化表示方法的稳定性、有效性及普适性。

质子交换膜燃料电池电堆水传输机理综述

质子交换膜燃料电池是一种直接将储存在H2的化学能经与O2反应转化成电能、热能和水的电化学装置。它不受卡诺循环的限制,转化效率高,可以长时间连续运行,具有运行温度低、功率密度高、响应快、启动快、稳定性好以及当使用纯氢气时不会造成环境污染等特点,是未来汽车的理想动力装置之一。合适的湿度条件是燃料电池健康高效运行的必要条件,本文针对水在燃料电池内的传输问题进行综述归纳,为燃料电池内的水传输问题建立研究基础。

基于多尺度组合的旅游客流预测方法

文章运用线性回归、三角函数回归、ARIMA、LSTM和遗传算法组合预测五种方法对旅游客流进行预测。在六种误差最小准则下,分别建立了客流预测的优化模型。以陕西省2013—2017年旅游人数为样本数据,应用MATLAB进行编程,对预测结果进行仿真验证。结果表明:组合预测结果误差值和鲁棒性均优于单种方法,故应用组合预测可以更准确地预测旅游客流量,为旅游服务部门制定各种预案提供帮助。

基于模型的质子交换膜燃料电池系统阳极气体浓度估计技术综述

为了对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统进行管理以延长其寿命,需要设计基于模型的状态观测器对内部状态进行实时监测,并通过反馈控制将其控制在预期水平。由于PEMFC阳极氢气浓度直接决定了系统的输出性能,并且不断循环的氢气以及氮气因跨膜扩散在阳极不断累积,导致阳极气体浓度估计困难。因此,本文着重介绍了PEMFC阳极气体浓度估计的前沿技术,并对现有研究存在的问题和未来发展趋势进行了阐述,以期为PEMFC气、水、热管理的研究做出贡献。