基于快速原型的空间燃料电池控制方法的研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.1.1 燃料电池在空间应用的背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.1.2 燃料电池在民用领域的背景和意义 | 第10页 |
| 1.2 国内外相关技术研究发展历程 | 第10-13页 |
| 1.2.1 燃料电池技术国内外发展现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 快速原型发展历程 | 第12页 |
| 1.2.3 燃料电池控制理论的发展历程 | 第12-13页 |
| 1.3 可行性分析 | 第13页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第13-14页 |
| 1.5 论文结构安排 | 第14-17页 |
| 第2章 空间燃料电池快速原型仿真平台设计 | 第17-23页 |
| 2.1 基于模型的开发流程 | 第17-18页 |
| 2.2 燃料电池控制策略需求分析 | 第18页 |
| 2.3 快速原型平台设计 | 第18-22页 |
| 2.3.1 燃料电池控制模型开发用上位机 | 第20页 |
| 2.3.2 实时仿真机 | 第20-21页 |
| 2.3.3 燃料电池控制器 | 第21-22页 |
| 2.4 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 燃料电池系统建模研究 | 第23-47页 |
| 3.1 燃料电池概述 | 第23-29页 |
| 3.1.1 燃料电池基本原理 | 第23-24页 |
| 3.1.2 空间燃料电池特点 | 第24-25页 |
| 3.1.3 空间燃料电池系统主要组成部分 | 第25-28页 |
| 3.1.4 空间燃料电池系统关键技术 | 第28-29页 |
| 3.2 空间燃料电池系统电堆系统建模 | 第29-36页 |
| 3.2.1 电化学模型 | 第29-32页 |
| 3.2.2 电化学仿真模型 | 第32-33页 |
| 3.2.3 热模型 | 第33页 |
| 3.2.4 热仿真模型 | 第33-35页 |
| 3.2.5 气体压力模型 | 第35-36页 |
| 3.2.6 气体压力仿真模型 | 第36页 |
| 3.3 电堆系统匹配性研究 | 第36-41页 |
| 3.3.1 压力对系统的影响 | 第37-38页 |
| 3.3.2 温度对系统的影响 | 第38-39页 |
| 3.3.3 欧姆极化影响因素 | 第39-40页 |
| 3.3.4 浓差极化影响因素 | 第40-41页 |
| 3.4 空间燃料电池系统辅助系统建模 | 第41-45页 |
| 3.4.1 加湿器模块 | 第41-42页 |
| 3.4.2 热管理循环泵模块 | 第42-43页 |
| 3.4.3 换热器模块 | 第43-45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-47页 |
| 第4章 空间燃料电池功率管理仿真与分析 | 第47-59页 |
| 4.1 控制对象模型 | 第47-49页 |
| 4.2 常用控制策略 | 第49-51页 |
| 4.2.1 PID控制 | 第49-50页 |
| 4.2.2 模糊控制 | 第50页 |
| 4.2.3 模糊自适应-PID控制 | 第50-51页 |
| 4.3 空间燃料电池功率管理 | 第51-55页 |
| 4.4 模糊自适应-PID仿真分析 | 第55-58页 |
| 4.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第5章 空间燃料电池控制系统设计 | 第59-67页 |
| 5.1 PEMFC控制器硬件设计 | 第59-63页 |
| 5.1.1 控制单元微处理器 | 第59-60页 |
| 5.1.2 模拟量开关电路 | 第60页 |
| 5.1.3 AD采集电路 | 第60-61页 |
| 5.1.4 总线通信模块设计 | 第61-62页 |
| 5.1.5 指令输出控制设计 | 第62-63页 |
| 5.2 PEMFC控制器软件总体设计 | 第63-66页 |
| 5.2.1 系统初始化模块 | 第63-64页 |
| 5.2.2 AD采集模块 | 第64页 |
| 5.2.3 总线通信模块 | 第64页 |
| 5.2.4 总线消息处理模块 | 第64-65页 |
| 5.2.5 空间燃料电池状态监测模块 | 第65页 |
| 5.2.6 总线通信协议 | 第65-66页 |
| 5.3 本章小结 | 第66-67页 |
| 第6章 空间燃料电池系统测试 | 第67-75页 |
| 6.1 模型的测试与验证 | 第67-68页 |
| 6.2 模型的配置仿真 | 第68-70页 |
| 6.3 模型控制代码的生成 | 第70-72页 |
| 6.3.1 代码生成时的模型配置 | 第70-71页 |
| 6.3.2 代码生成流程 | 第71-72页 |
| 6.4 实时仿真机的操作流程 | 第72-74页 |
| 6.5 本章小结 | 第74-75页 |
| 第7章 结论 | 第75-77页 |
| 7.1 本文工作和结论 | 第75-76页 |
| 7.2 展望 | 第76-77页 |
| 参考文献 | 第77-83页 |
| 致谢 | 第83页 |
