1、燃料電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，具有無污染、環(huán)境友好、熱轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)。這對于解決因傳統(tǒng)能源造成的環(huán)境污染和能源短缺問題具有重大的意義。質(zhì)子交換膜燃料電池是汽車動(dòng)力源的重要發(fā)展方向之一，為保障其高效穩(wěn)定運(yùn)行并提高耐久性，需要對氫氣和空氣供給進(jìn)行有效、合理的控制。針對這個(gè)問題，本文開展燃料電池氣體供給系統(tǒng)的自適應(yīng)預(yù)測控制研究，主要內(nèi)容如下:
　　 首先，分析了燃料電池單片結(jié)構(gòu)和工作原理，比較了燃料電池氣體供給的幾種典型方法

2、，基于實(shí)驗(yàn)用的電堆對系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析，重點(diǎn)對氣體供給系統(tǒng)作了仔細(xì)分析，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了供給氣體壓力對燃料電池性能的影響，另外，對于控制系統(tǒng)，從硬件設(shè)計(jì)出發(fā)，對最小系統(tǒng)、信號采集、通訊單元和硬件抗干擾等方面進(jìn)行了深入的分析;
　　 其次，根據(jù)燃料電池相關(guān)理論和理想氣體狀態(tài)方程，建立了以氣體流量為輸入進(jìn)堆氣體壓力為輸出的內(nèi)部氣體分壓動(dòng)態(tài)模型，利用Simulink工具進(jìn)行了仿真，以陰陽極氣體供給期望壓力為研究對象，利用反饋線

3、性化和極點(diǎn)配置相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器，仿真結(jié)果表明該方法能很好的達(dá)到預(yù)期效果;
　　 最后，在所建模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了氣體供給的自適應(yīng)預(yù)測控制方案，并與PID控制進(jìn)行了比較，且進(jìn)行了相應(yīng)的仿真，仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)預(yù)測控制較PID控制能有效的減輕氣體供給時(shí)的帶來的壓力波動(dòng)，大大減輕了壓力波動(dòng)對質(zhì)子交換膜帶來的沖擊，提高了燃料電池的壽命。
　　 整個(gè)氣體供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，硬件處理速度快、可靠性高，能很好的實(shí)現(xiàn)氣體供