基於T-S模糊控制於甲醇燃料電池之最大功率追蹤

The Maximum Power Point Tracking of Direct Methanol Fuel Cell vai T-S Fuzzy control

李杰倫(CHIEH-LUN LEE)

指導教授 ： 邱謙松

中原大學/工學院/電機工程研究所/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6840/cycu201000945

摘要

本論文為了增加輸出之效能將使用升壓型轉換器達成甲醇燃料電池(DMFC)功率調節之目的，並運用T-S模糊控制器達成DMFC最大功率追蹤控制。根據DMFC電壓電流動態方程式，將使用增量電阻法搜尋最大功率點電流(亦即為參考電流)，另外由於系統為非線性系統，固以T-S模糊模式為基礎設計觀察器及控制器，之後以Lyapunov method做系統穩定性分析，最後以Matlab完成閉迴路系統模擬，並將其結果與PI控制器作比較。
為了驗證T-S模糊最大功率控制器之控制性能，亦以電子電路及燃料電池實體實際操作，並將模擬與實作結果比較，可以得到在甲醇濃度及燃料電池溫度改變下皆能有效達到最大功率追蹤之目的，提升電池之性能。

關鍵字

T-S模糊模式 ； 最大功率追蹤 ； 升壓型電源轉換器 ； 甲醇燃料電池 ； T-S模糊控制器

並列摘要

The purpose of this paper is to perform maximum power tracking for directed methanol fuel cell (DMFC) using a DC/DC boost converter and T-S fuzzy model-based controller. According to the DMFC voltage-current characteristics, the maximum power point current which is also the control reference current can be indicated via a incremental resistance method. Then, the proposed controller drives the system to the reference operational point. Since the control system is nonlinear, T-S fuzzy method is used for observer and controller design. Furthermore, the system stability is analyzed by Lyapunov method. Simulation of the closed-loop system is used to show the control performance.
Finally, an actual experiment system is constructed using dSPACE real-time control interface and the control results are verified for the proposed controller and PI controller. The experiment results for the maximum power point tracking show satisfactory performance under various methanol solutions and cell temperatures.

並列關鍵字

maximum power tracking ； T-S fuzzy controller ； boost converter ； DMFC ； T-S fuzzy model

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