控制理论与应用

作者：吴肖龙,许元武,胡荣,邓忠华,付晓薇,李曦

单位：华中科技大学~自动化学院~图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,华中科技大学~自动化学院~图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,华中科技大学~自动化学院~图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,华中科技大学~自动化学院~图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,武汉科技大学~计算机科学与技术学院~智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,华中科技大学~自动化学院~图像信息处理与智能控制教育部重点实验室/深圳华中科技大学研究院

关键词：建模仿真;固体氧化物燃料电池;故障分析；纯氢气和天然气系统;故障仿真;辅助设备故障；

基金：国家自然科学基金,其它,省自然科学基金,高校基金

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)系统的建模方式较多，而基于机理模型的故障诊断是能够通过系统的动态趋势辨别故障的有效手段之一，但该方法对机理模型的准确性有要求。此外，不同的燃料供给系统采用的系统结构也是有差异的，进而导致在相同故障下SOFC系统的动态响应也是不同的。因此，本文基于两种燃料供应方式，提出了分别以纯氢气和天然气作为燃料的SOFC 系统结构，并基于原有机理知识进行Matlab/Simulink 系统建模。经与真实SOFC系统实验对比，搭建的系统模型能够有效模拟系统在无故障状态下的动态变化；另外，在无故障模型的基础上，分别加入两类常见故障，其一为风机故障，其二为燃料供应管路泄露。最后通过仿真分析，明确了所搭建模型的合理性，且发现了两种燃料供应对SOFC系统热响应特性是不同的，对SOFC系统故障的检测和设备选型具有重要意义。

来源：2019年第3期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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