小腦模型網路PID之質子交換膜燃料電池最大功率追蹤控制研究

Maximum Power Point Tracking of Proton Exchange Membrane Fuel Cell via CMAC Network PID Control

卓芳平(Fang-Ping Jhuo)

指導教授 ： 邱謙松

中原大學/工學院/電機工程研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6840/cycu201100692

摘要

本論文為使質子交換膜燃料電池(PEMFC)輸出效能提升，利用升壓型電源轉換器作為進行功率調節之目的，且運用小腦模型網路(CMAC)控制器實現PEM燃料電池最大功率追蹤控制。根據PEM燃料電池電壓電流之動態方程式，分別使用不同最大功率點搜尋演算法，其中包含增量電阻法、自我調適法及直接式演算法，最後由Matlab進行模擬比較，分析上述三種控制演算法之收斂情形以及抖動狀況。
為了證實小腦模型網路PID(CMAC-PID)最大功率追蹤控制器之控制性能，我們亦以電子電路與燃料電池硬體進行實體操作，由模擬與實作相互比較，從結果可得知不論當燃料電池之操作溫度及燃料氣體壓力發生變動時，其皆可有效的達成最大功率追蹤之目的，提升燃料電池之效能，減少外在因素干擾時所造成的不必要損耗。

關鍵字

小腦模型網路 ； 升壓型電源轉換器 ； 最大功率追蹤 ； 小腦模型網路控制器 ； 質子交換膜燃料電池

並列摘要

The purpose of this paper is to improve the output performance of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) using a DC/DC boost converter and Cerebellar Model Articulation Controller to achieve maximum power tracking control. According to the PEMFC voltage-current characteristics, the different maximum power point tracking algorithms, including incremental resistance method, self-adjusting method and direct method, are designed to achieve power tracking. Furthermore, the control results of the individual algorithms are compared using numerical simulations.
Finally, to confirm the proposed controller of maximum power tracking control performance, the maximum power controller for fuel cell is implemented by simulation and experiment. From the results, the proposed controller under varying temperature and gas pressure, can effectively achieve maximum power tracking, improve fuel cell performance, and reduce the interference caused by external factors, unnecessary wear and tear.

並列關鍵字

boost converter ； maximum power point tracking ； CMAC control ； PEMFC ； CMAC controller

參考文獻

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