论文摘要
随着能源消耗量的逐步上升和传统化石燃料的日益枯竭,人类社会正在力求寻找新的能量载体。氢能因其清洁、高效、可再生的特点受到重视。燃料电池作为氢能的具体利用形式之一,正在越来越广泛地用于各种形式的电力生产。然而,受自身输出特性的影响,燃料电池产生的电能不适于直接利用,所以直流变换器被连接到燃料电池,以改善其输出性能。因此,为保证直流变换器的工作性能,有必要对其控制策略进行研究。本文首先根据燃料电池的普遍工作机理,搭建其在MATLAB/Simulink仿真环境下的输出特性动态模型和稳态模型,为较真实地反映燃料电池系统中的直流变换器的输入端工作状况提供了基础。然后根据燃料电池工作特点对直流变换器提出的要求,选择直流变换器的基本类型,并对选定的类型建立相应的瞬时模型和平均化模型,分析工作点的运动特性,为后面的控制策略研究提供理论参考。接下来,结合直流变换器各种模型的工作点运动规律,在不对原模型进行小信号线性化处理的前提下,设计了切换规则控制、半延迟前馈控制和输入-输出线性化控制等三种控制策略,并在仿真环境中进行实现,对仿真结果进行了分析说明。最后,根据获得的研究结果,对将来的工作提出了展望。