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基于ARM9的PEMFC控制系统的设计与研究

更新时间：2020-04-02 15:52:15 大小：993K 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：arm9pemfc控制系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

燃料电池是继火力发电、水力发电和核能发电之后的第四代发电技术,它是一种高效、清洁的发电方式,其分布式发电系统具有广泛的应用前景。其中燃料电池控制系统是整个系统安全、可靠、高效运行的核心,而如今已经实现的以工控机为核心的半自动化控制系统因为体积庞大,成本较高局限了燃料电池发电系统的发展,而传统的8位单片机难以完成复杂的控制任务,不能达到系统的控制要求。本文基于嵌入式技术,设计了质子交换膜燃料电池系统,用作电网电压出现异常时的备用电源,实现了燃料电池的智能化和小型化。本文的主要研究对象是质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC),它除了具有燃料电池的一般特点之外,还具有可在室温快速启动、无污染零排放、水易排出、寿命长、能量转化效率高等突出特点。因此,它已经成为当今燃料电池领域中研究最广泛、发展最快的一个分支,在军事应用、移动装置、居民家庭、固定式发电站等方面得到了广泛的应用。本文详细介绍了系统的组成和工作原理及其水、热、电、气的管理和控制,设计了一套5kW燃料电池发电系统。介绍了嵌入式系统的基本内容,阐述了控制系统的总体设计方案。论文的主要内容是硬件系统的设计和实现；在嵌入式Linux环境下的软件设计和实现；对电堆温度子系统进行数学建模和仿真。本文主要完成的工作有：1.搭建了一个5kW的质子交换膜燃料电池系统。燃料电池的控制系统的核心是以ARM9为核心的S3C2410微处理器,将嵌入式Linux系统为操作系统。同时,构建了主控模块、驱动模块、交互模块等硬件系统。2.实现了交叉编译环境、Linux2.6内核的移植等,建立了嵌入式系统的开发环境。在应用软件方面,根据燃料电池发电系统的控制要求,对软件系统进行了模块化设计,采用Linux环境下的多进程结合多线程的方法,实现了对燃料电池发电系统多个回路的实时控制,并设计完成了系统运行监控界面。3.提出了一种基于模糊PID控制的温度控制算法。在对燃料电池电堆模型特点分析的基础上,提出了电堆温度控制的模糊PID控制算法,用matlab进行仿真,从仿真结果看出该算法改善了系统的性能。

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