面向控制的固体氧化物燃料电池电特性的分数阶微积分建模研究

固体氧化物燃料电池（SOFC）模型和控制算法的研究是SOFC电特性性能提高的一个重要问题，一直以来受到人们的高度重视。尽管已开展了大量研究，并提出了多种方法，如PID法,模糊控制法，神经网络自适应控制法等，然实验初步表明SOFC电化学反应是个分数阶过程，目前所采用的方法均为整数阶领域的建模和控制方法，其精度和鲁棒性仍难以满足实际应用的需要。为了解决这一问题，将其电化学反应过程结合分数阶微积分理论，建立SOFC电堆电特性的分数阶动态实验模型，研究SOFC电堆电特性与其实验模型中相关运行参数之间的内在物理联系，确定分数阶控制模型的输入输出映射关系；然后，对分数阶电特性的实验模型进行系统辨识，获得与原系统等价的分数阶控制模型；基于模型预测控制的思想，研究出分数阶模型预测控制器，与整数阶控制系统进行比较。我们称本项目所研究方法为SOFC电特性的分数阶模型预测控制算法。