管型SOFC内部传热传质的数值仿真

基于质量、动量和能量平衡并耦合流体流动、热量产生和传递以及电化学知识建立了管型固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用质量、动量、能量和组分守恒方程描述电池内的流动、传热传质等物理过程,并对电池内部的温度、气体流速及浓度分布情况进行了数值模拟。结果表明：SOFC空气流道中的气体温度和电池的总体温度沿气流方向逐渐升高;燃料和氧化剂气体的浓度则沿气流方向降低。另外,空气流速也会对电池的工作温度产生影响,流速越快,带走的热量就越多,电池的总体温度就越低越均衡。     

SOFC的支持向量机(SVM)辨识建模

为了便于固体氧化物燃料电池(SOFC)的性能预测和控制方案设计,提出一种基于支持向量机(SVM)的建模方法,用具有RBF核函数的SVM建立了SOFC电池堆的非线性模型.应用仿真对所建SVM模型的有效性和精度进行了检验,并与BPNN模型的辨识效果进行了比较.仿真结果证明与BPNN模型相比,SVM模型具有较高的建模精度.该SVM辨识模型的建立,对SOFC系统的控制策略研究具有一定的实用价值.     

基于神经网络的固体氧化物燃料电池电堆建模

针对现有的固体氧化物燃料电池(SOFC)模型过于复杂,难以满足工程上对SOFC系统实时控制设计的需要,提出了利用遗传算法(GA)优化径向基函数(RBF)神经网络实现对SOFC电堆建模。在建模过程中,利用遗传算法优化RBF神经网络的输出权值及高斯基函数的中心向量和基宽向量,采用优化后的参数作为网络初始值,然后利用梯度下降法对各参数进行调整。通过仿真对该建模的有效性和建模精度进行了检验。     

燃料电池机车温度系统建模和控制

以质子交换膜燃料电池为动力源的燃料电池机车是机车发展的一个新方向,温度是保证系统性能和可靠性的重要条件之一。建立了燃料电池机车温度系统的动态模型,其中包含电堆、旁路阀、散热片等部件及其阻力模型;通过调节散热器空气流速和循环泵冷却液流速,实现电堆入口温度保持在设定温度及电堆出入口温度差<10o C的控制目标;温度控制器分别采用了PI控制器和带积分的状态反馈控制器。仿真实验验证了PI控制和带积分的状态反馈控制不仅都能达到满意效果,二者的温度误差<0.1o C,由于带积分的状态反馈控制考虑了输入和输出之间的耦合关系,其控制性能明显优于PI控制。     

基于呼吸机的人工呼吸系统力学建模与仿真

呼吸机是人工呼吸的重要设备,呼吸系统是呼吸机的通气对象,建立完整实用的基于呼吸机的人工呼吸系统力学模型对于呼吸机通气控制研究有重要意义.从呼吸系统的力学特性出发,将一个复杂的多参数系统简化为三元素的一阶模型,结合经过完善的呼吸机模型共同组成集总参数模型.依据集总参数模型建立了MATLAB仿真和半实物仿真两套平台.两套平台的仿真试验结果表明:集,总参数模型能够准确地反映采用呼吸机进行人工通气时的特性,依据该模型建立的平台有助于呼吸机通气控制研究.     

燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究

采用"控制体"的方法建立燃料电池堆空气供应系统的供应管腔、阴极和回流管腔模型,并采用神经网络方法对风机特性测试数据进行拟合,建立风机转速、出口压力和风量的关系模型。运用Simulink仿真工具建立仿真模型,研究风机转速和回流管腔系数对氧气供应的影响,并对电堆电流阶跃变化对氧气供应的影响进行仿真。仿真结果和实验测试数据相符,表明所建模型是有效的,可以指导电堆阴极结构的设计和空气供应系统控制方法的研究。     

PEMFC混合模型的建模及其稳态仿真

模型和仿真是设计最优燃料电池系统的有利工具。本文提出了一种新型的混合燃料电池模型,该混合模型包括机理部分和黑箱部分(即神经网络部分)。其中,机理部分用来体现大家所熟知的PEMFC性能,神经网络部分用来表现大家所不知或者不能用机理模型来表现的PEMFC性能,从而使该模型能更好的再现PEMFC的各种特性。为了验证该混合模型的有效性,在Matlab/Simulink环境下进行了不同阴极压力和温度下的仿真实验,结果证明了该混合模型的正确性。该混合模型与实验数据、机理模型和ANN模型的比较实验,表明混合模型具有比单独的机理模型或神经网络模型更高的精度。     

固体氧化物燃料电池系统的鲁棒反馈模型预测控制

固体氧化物燃料电池系统工作过程中燃料与氧化剂的压力差和燃料利用率的变化值是衡量系统运行安全、稳定长效、具有较好鲁棒性的重要指标.本文提出采用离线计算、在线优化相结合的带有输出反馈的鲁棒模型预测控制方法,分别将燃料与氧化剂的压力差和燃料利用率作为输入和输出约束,离线计算目标函数上界及其系列渐近稳定域,在线时对控制量进行精确定位.仿真结果表明,采用了状态反馈的模型预测控制方法能有效克服模型失配问题并迅速获得被控量的预测值,使系统当负载电流发生波动时能克服变化引起的参数偏差,提高了响应速度,增强了系统鲁棒性.     

水箱液位系统的建模与仿真

应用流体力学原理对三容水箱液位系统进行分析,并在不同的工作点对水箱系统建立机理模型。基于不同的模型结构:线性模型、BP神经网络模型、非线性Hammerstein ARMAX模型,利用测量到的输入输出数据辨识对象的模型参数,对水箱系统建立数学模型,并通过仿真检验模型的有效性。不同的模型结构和相应参数及其辨识方法将对控制系统的设计具有很强的指导意义。     

考虑变质策略的库存系统的动态建模与仿真

首先通过选择使库存总费用的日平均值最低的最优库存策略，建立了收复杂的变质的库存系统的仿真模型，然后基于MATLAB／Simulink软件动态实时模拟了变质的（t，s，S）策略下的库存系统的入库、出库时机和数量。仿真结果清晰、直观，为现代经营者做出正确的库存决策提供了有价值的参考。     

装甲车辆传动装置综合传热建模与仿真研究

以装甲车辆传动装置的传热仿真为研究对象,提出了综合考虑摩擦产热、传热及传动油流动的传动装置综合传热仿真模型,实现了传动装置固体部件传热网络与传动油和冷却空气流动网络的耦合求解,确定了传热仿真流程。对某型车辆传动装置的传热进行了仿真,得到了产热量和传热量的分配关系、传动装置零部件的温度以及传动油的流动等信息,预测了传动装置中高温易于失效的危险部件,分析了环境温度及散热器入口空气流速对传动装置传热性能的影响。仿真结果与试验值符合较好,说明了该方法的正确性和有效性。     

应用EHD热管的微小卫星主动热控建模与仿真

EHD电液驱动热管的传热量可以通过改变其电极间电场强度的方法加以控制，在未来的微小卫星主动热控系统中有着广阔的应用空间，在建立起能够反映这种热控系统受控对象及冷却装置温度变化规律的动态特性模型的基础上，对受控对象内部热源功率发生扰动时EHID主动热控系统的控制效果进行了仿真分析，仿真结果表明：这种新型的EHD热管主动热控措施和经典的PI控制器相结合，可以简便、有效的完成卫星内部电子设备的温度控制任务，文中的动态特性模型为这种新型主动热控系统的设计提供了简便的数学模型。     

基于SIMPROCESS的海上输送转运系统仿真建模

转运是一种重要的运输方式.针对一个来自军事实践的现实的海上输送转运问题(STS),根据问题的特点,进行了求解分析,利用SIMPROCESS仿真软件平台,研究了转运系统(STS)的仿真建模方法.仿真模型由与实体和资源有关的若干活动构成.研究表明提出的方法对一大类(比如区域)交通系统仿真建模具有实用价值.     

冲压增程弹补燃室绝热层传热数值与试验研究

三元乙丙橡胶(EPDM)是一种烧蚀型碳化复合材料,通常用作发动机内绝热层.故对三元乙丙橡胶的传热性能进行了理论研究与试验验证.通过建立补燃室内三维流场模型与绝热层二维传热模型.对补燃室内伴随有化学反应的流场用计算流体软件FLUENT进行了仿真计算,仿真结果作为EPDM绝热层传热计算的热载荷,利用有限元软件ANSYS对EPDM绝热层传热过程进行了模拟.通过冲压地面联管试验对补燃室内绝热层传热烧蚀进行了试验研究.绝热层传热计算结果与联管实验结果基本一致,仿真计算结果可以在一定程度上给出绝热层背面的温升趋势.     

质子交换膜燃料电池动态响应建模与仿真研究

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出响应,利用Matlab-Simulink仿真工具对PEMFC进行系统动态模型建立.通过使用燃料电池测试系统,在不同的运行条件下对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.实验数据与仿真结果吻合较好,表明该模型是有效和可操作的,有助于改善PEMFC的设计,提高其性能.     

基于Matlab的开关磁阻电机控制系统仿真建模研究

在分析开关磁阻电机(SRM)数学模型的基础上，提出了SRM控制系统仿真建模的新方法。在Matlab／Simulink中，建立独立的功能模块，如电机本体模块、速度控制模块、电流控制模块、转角选择模块等，再进行功能模块的有机整合，搭建SRM控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制：速度环采用PI控制，电流环采用角位置控制与电流斩波控制相结合的方法，保证了SRM在低速或高速运行时都可获得满意的性能。仿真结果证明了该SRM建模方法的合理性、有效性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。