小功率質子交換膜燃料電池之系統識別

System Identification of Small-power Proton Exchange Membrane Fuel Cell System

劉明皓(Ming-Hao Liu)

指導教授 ： 陽毅平

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2006.02964

摘要

本論文根據燃料電池之電化學反應動態模型，將一小功率的燃料電池簡化為一多輸入、多輸出之藕和系統。在不同的操作點，以疑似白色二值信號為輸入，使用線性迴歸模型對系統進行識別，嚐試使用固定參數模型，以及運用最小平方法所得的時變參數模型，以期找出能描述燃料電池系統動態的模型。
識別結果發現，使用固定參數並無法合宜描述系統動態，而以最小平方法所計算出的時變參數模型可以精準地描述系統動態。並且證實了系統動態在35至45度間變化非常小。同時發現當氫氣化學劑量超過1.2時，快速的改變氫氣流量，對燃料電池系統的電壓及電流並不造成影響。

關鍵字

質子交換膜燃料電池 ； 燃料電池 ； 系統識別 ； 疑似白色二值信號 ； 線性迴歸模型

並列摘要

Based on electro-chemical reactions, the small-power fuel cell system is simplified as a coupled multi-input and multi-output system. Utilizing the pseudo random binary sequence as the input and ARMAX as the model, system identification is performed at different operating points. Both fixed-valued parameters and time-varying parameters are used in ARMAX in order to find a suitable model.
According to the identification result, ARMAX models with fixed-valued parameters can not describe the system dynamics suitably, while models with time-varying parameters can. System dynamics are also proven to be insensitive to temperature changes between 35 and 45°C. It is also shown that when the hydrogen stoichiometry is over 1.2, fast changes of the hydrogen flow rate does no influence on the fuel cell system performance.

並列關鍵字

proton exchange membrane fuel cell ； PEM ； system identification ； PRBS ； ARMAX

參考文獻

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