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《南京理工大学》 2012年
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基于LabVIEW的百瓦级PEMFC测控系统研究与设计

李蕾  
【摘要】:氢气因其高效、清洁、储量丰富被认为是21世纪最有潜力的新型能源,质子交换膜燃料电池(PEMFC)是将氢能转化为电能的装置,测控系统主要用于监测与控制燃料电池的运行状态,确保电池可靠、高效的运行。本文基于虚拟仪器软件平台,设计了百瓦级风冷型PEMFC测控系统,论文内容包括: 1、通过实验研究了电堆温度、负载电流、氢气流量、氢气压力等参数对电池发电性能的影响,根据实验数据给出了电堆最佳工作温度和电磁阀排气周期的确定方法,采用广义多项式拟合以及一维插值的方法获得了它们的描述公式。 2、硬件采用以PIC18F2580单片机为核心的下位机系统,实现电堆参数采集与执行器控制。单片机读取的数据包括电堆温度、环境温度、电路电流、电压等。利用温度传感器分别获取环境温度和电堆温度,经放大电路和A/D转换电路传给单片机。执行器为风扇和电磁阀,通过PWM改变风扇占空比达到调节与控制电堆温度的效果。硬件部分与上位机软件在通信协议的约定下,通过RS232进行通信。 3、阐述了传统PID控制算法和模糊控制算法的原理,并且详细介绍模糊控制器的设计方法,利用LabVIEW提供的PID和模糊控制工具箱进行控制算法的仿真与比较,最后将模糊PID复合算法应用于PEMFC测控系统的温度控制中,由控制曲线图可以看出模糊PID复合控制算法控制效果理想。 4、软件采用LabVIEW设计友好的人机界面,上位机读取下位机采集到的数据,进行分析、处理与存储,并通过先进的控制算法进行参数的控制以及多样化的显示。此外,上位机采用动画形式演示电池的工作原理,并实时显示电池的运行参数与工作状态。 实际使用显示本系统运行稳定,能够实时的监测并显示电池的运行状态,及时控制电堆温度,定时排除多余水分和废气,保证电池安全高效的工作,整个软件界面简洁、友好、易于使用。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM911.4;TP274

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵栋;;氢能源——二十一世纪的新能源[J];安徽科技;2010年01期
2 李敏,孟臣;单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年09期
3 毕道治;中国燃料电池的发展[J];电源技术;2000年02期
4 网集;赵秉忠;;走近新能源[J];华北电业;2011年04期
5 贾同国;王银山;李志伟;;氢能源发展研究现状[J];节能技术;2011年03期
6 杨东燕;;基于单片机的数据采集系统设计[J];内蒙古科技与经济;2011年04期
7 郭斌;任增义;卢青春;;燃料电池仿真模型与试验验证[J];汽车工程;2006年02期
8 张连洪;揭伟平;谢春刚;徐家福;宋海民;;温度、压力和湿度对PEMFC堆电效率的影响[J];天津大学学报;2007年05期
9 林焕新;胡跃明;陈安;;50kW质子交换膜燃料电池监控系统设计[J];自动化与仪表;2010年06期
10 卫东;郑东;郑恩辉;;空冷型质子交换膜燃料电池堆温湿度特性自适应模糊建模与输出控制[J];中国电机工程学报;2010年23期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王红星;PEMFC流场与电池性能的模拟研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阮喻;便携式PEMFC供电系统及其控制方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
2 杨贵恒;质子交换膜燃料电池性能试验及其系统设计[D];四川大学;2005年
3 谢晋;质子交换膜燃料电池(PEMFC)控制和管理系统的研究[D];上海海事大学;2005年
4 刘强;3KW质子交换膜燃料电池系统监控节点设计[D];上海交通大学;2007年
5 张鑫;基于LabVIEW的热电空调温度模糊控制系统的研究[D];大连海事大学;2008年
6 陈楠楠;基于LabVIEW的软件仿真平台的设计与实现[D];长安大学;2009年
7 刘义成;燃料电池监控系统的研究和开发[D];上海交通大学;2009年
8 童永霞;VISA标准事件机制研究及DLL扩展的实现[D];北京化工大学;2009年
9 吴伟;基于VISA的仪器通信技术的研究与实现[D];西安科技大学;2009年
10 周鸿武;基于LabVIEW的通信仿真[D];贵州大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱飙;燃气轮机的发展前景及技术应用[J];安徽电力职工大学学报;2003年01期
2 朱红,许韵华,李战国;质子交换膜燃料电池的研究进展[J];北方交通大学学报;2003年06期
3 徐瑞峰;张英敏;郭林肖;;模糊-PI复合控制在陀螺电源中的应用[J];兵工自动化;2008年03期
4 于泽庭,韩吉田;燃料电池在家庭中的应用[J];节能与环保;2004年09期
5 肖攀;陈广伟;邓楚南;;电动汽车的电池技术研究[J];北京汽车;2005年06期
6 周晋军;李少纲;;模糊控制技术在涂布生产中的应用研究[J];包装工程;2006年05期
7 李春光;孙朝霞;;模糊自适应PID控制方法研究与仿真[J];长春师范学院学报;2011年04期
8 杨林億;;水激活电池研究现状[J];船电技术;2012年03期
9 周妮娜;雷金莉;张洪才;程咏梅;胡皓;;模糊控制在除氧系统中的应用[J];传感器与微系统;2007年11期
10 石松泉;张苏敏;沈红卫;;模糊自适应车用雨量传感装置的设计[J];传感器与微系统;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 何玉鑫;;电动汽车研究与发展现状[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会暨2006年省汽学会理事会议资料[C];2006年
2 何玉鑫;;电动汽车研究与发展现状[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年
3 张世英;胡宇;;基于AVR的航空发动机智能温度传感器[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
4 雷金莉;;模糊控制在锅炉除氧控制系统中的应用[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
5 黄锐妮;王宇轩;李林;;表面处理对镁合金负极表面状态及其电化学行为影响的研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
6 张志然;沈春晖;潘牧;袁润章;;石墨与高铝水泥基复合材料双极板的性能研究[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
7 张云河;李新海;胡启阳;王志兴;郭华军;彭文杰;;Pt-Cr/C催化剂的制备、结构与性能[A];第五届海峡两岸粉末冶金技术研讨会论文集[C];2004年
8 于泽庭;韩吉田;;基于燃料电池的热电冷三联供系统热力学分析[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年
9 宋彦兵;方瑞明;卢小芬;;基于改进MCSA的异步电机转子故障的模糊推理诊断法[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白正宇;添加剂对钯纳米晶的形成及电催化性能的影响[D];河南师范大学;2010年
2 欧利辉;密度泛函理论计算在电催化反应以及电催化剂设计中的应用[D];武汉大学;2010年
3 杨宇;基于汽车产业的新能源多层次发展研究[D];中国地质大学(北京);2011年
4 刘颖明;永磁式直驱风电机组控制技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
5 李伟伟;以Nb_2O_5·nH_2O为助剂的甲醇氧化电催化剂的制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
6 陈长城;管式质子导体固体氧化物燃料电池的制备及研究[D];兰州大学;2011年
7 孙景钌;分布式发电条件下配电系统保护原理研究[D];天津大学;2010年
8 陈顺权;钙钛矿负载镍催化剂用于乙醇水蒸气重整制氢反应的研究[D];天津大学;2010年
9 孙志鹏;直接醇类燃料电池用有序介孔碳基复合材料的制备、表征及电催化性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 靳昀;致密透氧膜反应器在乙醇氧化重整制氢反应中的应用[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李保强;基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究[D];郑州大学;2010年
2 潘贤德;AMTEC热力性能数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陆露;套装式助力机器人控制方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 石非;20kW燃料电池动力装置系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陈思宇;基于磁流变—泡沫金属阻尼器的机床颤振模糊控制系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 门洪志;TiAl基合金SPS烧结微观组织特征及高温氧化性能研究[D];长春工业大学;2010年
7 鲍迪;智能雨刷控制器的研究与实现[D];长春工业大学;2010年
8 张小亮;空压机系统的智能控制与仿真研究[D];武汉科技大学;2010年
9 黄健;PEMFC输出性能影响因素的仿真研究[D];昆明理工大学;2010年
10 梁菲玲;基于虚拟仪器的热电偶检定与炉温模糊控制研究[D];昆明理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张华俊,董晓俊,陶文铨,冯倩莹,邹挺;风冷热电空调器的研制[J];半导体学报;2001年02期
2 毋茂盛,余达太,李果,张洋平;环境条件对质子交换膜燃料电池性能的影响[J];北京科技大学学报;2003年06期
3 田春芝;电动汽车燃料电池系统现状研究与分析[J];北京汽车;2000年04期
4 罗慧莉,吴昊;绿色电源——燃料电池及其船用化展望[J];船舶;2000年05期
5 王怡红,陈文辉;面向对象的测井仪器动态库设计[J];测井技术;2005年02期
6 范月英,刘敏,廖彬,吕曼琪,苏革,成会明;纳米炭纤维的储氢性能初探[J];材料研究学报;1999年03期
7 王观成;军用通信电池科技的重大成就[J];电池;1999年05期
8 胡鸣若,朱新坚,顾安忠,石玉美;质子交换膜燃料电池的水热管理[J];电池;2003年04期
9 田玉冬,朱新坚,曹广益;质子交换膜燃料电池的温度实验分析[J];电池;2005年03期
10 刘浩,万昆;基于动态链接库DLL的实时数据库系统研究与开发[J];东北电力学院学报;2005年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王艳锦;畜禽粪便污水光合细菌制氢技术研究[D];河南农业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张金庆,房曙光;质子交换膜燃料电池技术的发展及应用[J];河南化工;2003年12期
2 王艳辉,王树东,吴迪镛;PEMFC制氢技术现状[J];环境污染治理技术与设备;1999年01期
3 张丽彬;陈晓宁;吴文健;高洪涛;;质子交换膜燃料电池发展前景探讨[J];农业工程技术(新能源产业);2011年04期
4 马紫峰,袁晓姿,和庆钢,J Hagen,V M Schmidt;固体聚合物电解质对质子交换膜燃料电池反应器的“电生”加氢特性的影响[J];化工学报;2004年05期
5 王明华,朱新坚,曹广益,隋升,余晴春,胡鸣若,范征宇;正交设计法优化PEMFC催化层的最佳配比[J];电化学;2003年04期
6 赵晓林;韩敏芳;;质子交换膜燃料电池催化剂研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S2期
7 彭健;蒋柏泉;黄庆荣;王敏炜;;稀有金属在质子交换膜燃料电池中的应用研究[J];稀有金属;2007年S1期
8 邵晶;刘传桂;刘晶华;刘长鹏;;聚合物电解质膜燃料电池的研究概况[J];甘肃化工;2001年04期
9 耿东森,岳瑞娟,李培金;操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年04期
10 陈上伟,汤东,胡正权 ,倪红军;质子交换膜燃料电池双极板的研究[J];化工新型材料;2005年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王树新;谢春刚;王延辉;;PEMFC-thermoengine:水下滑翔机动力新系统[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会成立大会暨第一届学术讨论会论文集[C];2008年
2 黄乃宝;梁成浩;郭华;;抛光液对304钢在模拟PEMFC阳极环境中电化学行为的影响[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
3 ;Comprehensive Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell as Backup Power Supply for UPS[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 徐群杰;潘红涛;云虹;李美明;;SnO_2膜表面改性304不锈钢在模拟PEMFC环境下的耐蚀性研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
5 黄乃宝;于宏;梁成浩;;镀碳化铬不锈钢双极板在PEMFC环境中的腐蚀机理研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
6 汪涛;潘太军;薛文龙;;纯钛表面电化学法合成聚吡咯涂层及其腐蚀性能研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
7 王明华;朱新坚;曹广益;隋升;余晴春;胡鸣若;范征宇;;正交设计法确定PEMFC中催化层的最佳配比[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
8 马宝华;陈宪明;;基于LabVIEW的螺旋压力机行程测试系统研究[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
9 彭天好;胡佑兰;朱刘英;;基于LabVIEW的变转速液压监测系统设计[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
10 陆超;彭宇宁;齐小坤;何心;;基于LabVIEW的智能控制器仿真实现[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国科学院长春应用化学研究所陆天虹;燃料电池汽车商业化前景看好[N];中国化工报;2002年
2 姜虹;燃料电池为绿色奥运提供清洁能源[N];中国化工报;2002年
3 祝同华 秦伟;我国燃料电池研究驶入发展快车道[N];中国电子报;2003年
4 北京化工大学炭纤维及复合材料研究所 张学军;未来谁给我们供电?[N];计算机世界;2004年
5 董释伦;氢离子交换膜燃料电池前景看好[N];解放日报;2001年
6 ;前沿技术优势产业[N];中国化工报;2001年
7 王晟 刘朝君;笔记本电脑与燃料电池[N];电脑报;2003年
8 ;摆脱危机能源奏响绿色旋律[N];科技日报;2003年
9 梁曦;未来时代新能源的骄子——氢能[N];中国机电日报;2001年
10 本报记者 张煜林;新技术能让汽车有更卓越的表现[N];中国汽车报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任远;质子交换膜燃料电池(PEMFC)的智能建模优化与控制研究[D];上海交通大学;2008年
2 卫国爱;车用PEMFC空气供给系统建模及控制策略研究[D];武汉理工大学;2010年
3 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
4 张洁婧;PEMFC电极微观结构模拟[D];天津大学;2012年
5 谢春刚;面向质子交换膜燃料电池能量系统的优化设计与性能分析[D];天津大学;2009年
6 任庚坡;质子交换膜燃料电池性能仿真与水管理的实验研究[D];上海交通大学;2008年
7 华周发;质子交换膜燃料电池动态响应研究[D];武汉理工大学;2010年
8 李奇;质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
9 林震;水基火箭推进系统空间性能研究[D];北京航空航天大学;2011年
10 王强;固水界面的电化学性质及其对PEMFC的意义[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李蕾;基于LabVIEW的百瓦级PEMFC测控系统研究与设计[D];南京理工大学;2012年
2 阮庆洲;基于LabVIEW的PEMFC测试平台的研究[D];上海交通大学;2010年
3 黄健;PEMFC输出性能影响因素的仿真研究[D];昆明理工大学;2010年
4 陈雪娇;空冷型质子交换膜燃料电池动态特性控制与性能测试研究[D];南京理工大学;2012年
5 卢君;基于DSP的PEMFC测控系统设计与实现[D];南京理工大学;2012年
6 蒋祖威;脉冲排气质子交换膜燃料电池(PEMFC)分布特性及性能影响因素研究[D];大连理工大学;2012年
7 李娜;基于ARM9的PEMFC控制系统的设计与研究[D];上海交通大学;2010年
8 秦鹏;质子交换膜燃料电池热质传递特性三维仿真研究[D];华南理工大学;2011年
9 夏文;质子交换膜燃料电池动态模型与控制研究[D];南京理工大学;2010年
10 杨顺风;PEMFC混合动力系统开发及燃料气体压强非线性控制研究[D];西南交通大学;2010年
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