空間電源是一切航天器正常運(yùn)行的基礎(chǔ),為突破傳統(tǒng)航天電源的局限,為航天器提供更加可靠和動(dòng)力持久的電源一直是關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著我國(guó)空間站、月球基地和深空探測(cè)等計(jì)劃的逐步展開(kāi),亟需研制高效穩(wěn)定的空間電源。燃料電池由于其高比功率和高比能量、低溫工作、可靠性高、安全無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),成為我國(guó)未來(lái)空間電源的一大發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)空間燃料電池系統(tǒng)控制中的熱管理部分進(jìn)行了研究,通過(guò)建模仿真驗(yàn)證了溫度控制方法的有效性,并完成了電控單元的軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間燃料電池進(jìn)行溫度控制。本文為空間燃料電池系統(tǒng)的研制提供了理論支撐,奠定了工程化基礎(chǔ)。本文的結(jié)構(gòu)框架如下:第一部分,首先介紹了空間燃料電池在宇航領(lǐng)域的重要作用,國(guó)外的應(yīng)用研究的進(jìn)展情況,總結(jié)了我國(guó)在空間燃料電池領(lǐng)域研究和應(yīng)用的不足。接著分析了質(zhì)子交換膜燃料電池作為空間燃料電池的優(yōu)勢(shì)及工作原理。最后介紹了地面應(yīng)用的質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾淼难芯窟M(jìn)展,包括:溫度模型的建立,控制策略及方法的選擇。第二部分,分析了溫度與空間燃料電池工作性能之間的影響,確定了空間燃料電池水冷的控制方案。第三部分,介紹了利用經(jīng)驗(yàn)和機(jī)理模型,在MATLAB/Simulink中建立空間燃... 

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)概述
        1.2.1 PEMFC特點(diǎn)
        1.2.2 PEMFC工作原理
    1.3 PEMFC熱管理國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 PEMFC溫度模型的研究
        1.3.2 PEMFC低溫啟動(dòng)的研究
        1.3.3 PEMFC熱管理控制策略及方法的研究
    1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 空間燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)方案分析
    2.1 引言
    2.2 溫度對(duì)空間燃料電池性能的影響
    2.3 空間燃料電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
        2.3.1 熱管理控制系統(tǒng)的要求及功能
        2.3.2 空間燃料電池溫度確定方法
        2.3.3 熱管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 空間燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)建模
    3.1 引言
    3.2 空間燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)概述
    3.3 空間燃料電池?zé)峁芾砟Ｐ徒?br>    3.4 熱管理模型的仿真及驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 空間燃料電池?zé)峁芾砜刂扑惴ㄑ芯?br>    4.1 引言
    4.2 模糊控制的基本原理
        4.2.1 模糊控制器組成
        4.2.2 具有PID結(jié)構(gòu)的模糊控制器
    4.3 模糊PID控制器設(shè)計(jì)
    4.4 熱管理控制系統(tǒng)仿真及分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 空間燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 空間燃料電池系統(tǒng)組成
        5.2.1 空間燃料電池測(cè)控系統(tǒng)概述
        5.2.2 系統(tǒng)燃料供給
        5.2.3 熱管理控制
        5.2.4 尾氣排放
        5.2.5 故障報(bào)警
    5.3 空間燃料電池電控單元設(shè)計(jì)
        5.3.1 中央處理模塊
        5.3.2 串行總線通信
        5.3.3 模擬量采集模塊
        5.3.4 開(kāi)關(guān)指令模塊
        5.3.5 轉(zhuǎn)速控制模塊
    5.4 空間燃料電池電控單元軟件設(shè)計(jì)
    5.5 空間燃料電池電控單元可靠性設(shè)計(jì)
        5.5.1 硬件抗干擾設(shè)計(jì)
        5.5.2 軟件抗干擾設(shè)計(jì)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3695146