基于降维模型的燃料电池发动机控制方法研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4-5页 |
| 第1章 引言 | 第14-35页 |
| 1.1 课题背景及选题意义 | 第14-27页 |
| 1.1.1 课题背景 | 第14-15页 |
| 1.1.2 质子交换膜燃料电池原理 | 第15-16页 |
| 1.1.3 燃料电池发动机系统组成 | 第16-27页 |
| 1.1.4 课题的提出 | 第27页 |
| 1.2 燃料电池建模与控制研究现状 | 第27-33页 |
| 1.2.1 燃料电池数值模型 | 第27-29页 |
| 1.2.2 面向控制的燃料电池模型 | 第29-30页 |
| 1.2.4 燃料电池内部状态估计 | 第30-32页 |
| 1.2.5 燃料电池系统控制 | 第32-33页 |
| 1.3 本文的研究内容和方法 | 第33-34页 |
| 1.4 本文结构 | 第34-35页 |
| 第2章 质子交换膜燃料电池一维机理模型 | 第35-54页 |
| 2.1 燃料电池模型基本参数 | 第35-36页 |
| 2.2 气体扩散层内水传递模型 | 第36-43页 |
| 2.2.1 模型假设 | 第36-39页 |
| 2.2.2 控制方程 | 第39-41页 |
| 2.2.3 边界条件 | 第41-43页 |
| 2.3 质子交换膜内水传递模型 | 第43-44页 |
| 2.3.1 模型假设 | 第43页 |
| 2.3.2 控制方程 | 第43-44页 |
| 2.3.3 边界条件 | 第44页 |
| 2.4 氧气扩散模型 | 第44-45页 |
| 2.4.1 模型假设 | 第44页 |
| 2.4.2 控制方程 | 第44页 |
| 2.4.3 边界条件 | 第44-45页 |
| 2.5 电压模型 | 第45-47页 |
| 2.5.1 模型假设 | 第45页 |
| 2.5.2 控制方程 | 第45-46页 |
| 2.5.3 边界条件 | 第46-47页 |
| 2.6 模型求解与结果分析 | 第47-53页 |
| 2.6.1 单相流结果求解及分析 | 第47-52页 |
| 2.6.2 两相流结果求解及分析 | 第52-53页 |
| 2.7 本章小结 | 第53-54页 |
| 第3章 质子交换膜燃料电池降维模型 | 第54-73页 |
| 3.1 膜态水传递过程简化 | 第54-56页 |
| 3.2 气体扩散层中水传质过程简化 | 第56-60页 |
| 3.2.1 水蒸气传质 | 第57-58页 |
| 3.2.2 液态水传质 | 第58-60页 |
| 3.2.3 混合传质 | 第60页 |
| 3.3 氧气扩散过程简化 | 第60-62页 |
| 3.4 一维简化模型与机理模型对比 | 第62-68页 |
| 3.4.1 单相流结果对比 | 第64-66页 |
| 3.4.2 两相流结果对比 | 第66-68页 |
| 3.5 单流道模型 | 第68-70页 |
| 3.6 流道间差异模型 | 第70-72页 |
| 3.7 本章小结 | 第72-73页 |
| 第4章 燃料电池降维模型标定与实验验证 | 第73-92页 |
| 4.1 实验平台 | 第73-81页 |
| 4.1.1 燃料电池特性测试台 | 第73-75页 |
| 4.1.2 带气体采样接口的燃料电池单片 | 第75-77页 |
| 4.1.3 燃料电池单片气体采样实验系统 | 第77-81页 |
| 4.2 实验设计 | 第81-86页 |
| 4.2.1 稳态气体采样实验设计 | 第81-84页 |
| 4.2.2 动态气体采样实验设计 | 第84-85页 |
| 4.2.3 极化曲线测试实验设计 | 第85-86页 |
| 4.3 实验结果与模型验证 | 第86-91页 |
| 4.3.1 模型标定 | 第86-87页 |
| 4.3.2 模型验证 | 第87-91页 |
| 4.4 本章小结 | 第91-92页 |
| 第5章 基于降维模型的燃料电池状态估计 | 第92-111页 |
| 5.1 双循环燃料电池系统测试台介绍 | 第92-94页 |
| 5.2 电堆膜水含量估计 | 第94-107页 |
| 5.2.1 排气水浓度估计 | 第94-99页 |
| 5.2.2 膜水含量估计 | 第99-107页 |
| 5.3 最低氧气浓度估计 | 第107-110页 |
| 5.4 本章小结 | 第110-111页 |
| 第6章 基于降维模型的燃料电池控制 | 第111-139页 |
| 6.1 氢气喷射控制 | 第111-124页 |
| 6.1.1 氢气喷射系统模型 | 第113-116页 |
| 6.1.2 鲁棒预测控制算法设计 | 第116-118页 |
| 6.1.3 H_∞控制算法设计 | 第118-120页 |
| 6.1.4 基于模型的控制算法设计 | 第120-121页 |
| 6.1.5 实验结果 | 第121-124页 |
| 6.2 空气供气控制 | 第124-130页 |
| 6.2.1 空气子系统模型 | 第124-127页 |
| 6.2.2 反馈线性化控制 | 第127-129页 |
| 6.2.3 空气供气控制算法验证 | 第129-130页 |
| 6.3 阴极排气再循环控制 | 第130-133页 |
| 6.4 控制算法综合验证 | 第133-138页 |
| 6.5 本章小结 | 第138-139页 |
| 第7章 结论 | 第139-142页 |
| 参考文献 | 第142-156页 |
| 致谢 | 第156-158页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第158-160页 |
