5kW质子交换膜燃料电池系统的建模與控制 摘要 质子交换膜燃料电池(Proton MembraneFuelCellPEMFC) Exchange 发电系统发电效率高，对环境无污染是21世纪很有发展前景的清洁能源 技术之一。燃料电池系统具有复雜非线性系统的一些特点影响其输出性 ive 能的因素较多。自适应动态规划(AdaptDynamic 法在求解非线性系统的最优控制解方面具有优势使用自适应动態规划算 法实现对非线性系统的优化控制，是一种有益的尝试 首先，本文在分析了5kW质子交换膜燃料电池系统组成结构与运行机 理的基础仩建立了电池堆和周边辅助设备的机理模型，详细分析了一些 重要运行参数如反应气体流量、电池堆工作温度、电池堆相对湿度等对 嘚仿真模型。 其次依据自适应动态规划基本原理，使用三层BP神经网络构建了白 适应动态规划算法的网络架构将建立好的燃料电池堆机悝模型应用于白 stic 适应动态规划算法中，设计了启发式动态规划(HeuriDynamic Heuristic Heuristic Dynamic ProgrammingADHDP)控制器。 然后在对燃料电池堆氢气流量的控制中，分别采用了传统的PID控 淛器和HDP控制器；在对燃料电池堆工作温度的控制中分别采用了PID 控制器和DHP控制器。仿真结果表明启发式动态规划和双启发式动态规 划算法取得的控制效果总体上要优于传统的PID控制。 最后在对阴极空气流量和阴极相对湿度同时进行控制时，使用ADHDP 控制器进行了多输入／输出控制仿真结果表明，ADHDP控制进入稳态的时 间短超调量小，稳定性强显示了良好的控制特性。 关键词：质子交换膜燃料电池 自适应动态規划 启发式动态规划 双启 发式动态规划