查查特,B。;米索斯,A。;巴顿,P.I。 使用燃料电池的微型发电工艺的最佳启动。 (英语) Zbl 1202.49005号 最佳方案。控制应用程序。方法 31,第5期,471-495(2010). 摘要:微型燃料电池系统在便携式发电方面具有优于电池的潜力。由于许多电子设备在各种负载下工作,频繁启动和关闭,瞬态方面非常重要,必须彻底考虑。本文的重点是使用数字开环最优控制来优化微型燃料电池系统的启动。出于启动目的,使用小型可充电电池提供加热燃料电池组所需的能量,并在燃料电池不可用或只能满足部分需求时满足功率需求。启动问题的目标是使系统达到所需的操作点,系统总质量(电池和燃料)最小,同时满足任何时候的标称功率需求,并满足操作限制。燃料电池堆模型由具有多个时间尺度的偏微分代数方程组成,利用分离这些时间尺度的数值技术可有效可靠地集成状态方程和灵敏度方程。介绍了一个采用高温固体氧化物燃料电池并以氨气和丁烷为燃料的微型发电系统的案例研究。 引用于1文件 MSC公司: 49J20型 偏微分方程最优控制问题的存在性理论 49N90型 最优控制和微分对策的应用 93A30型 系统数学建模(MSC2010) 关键词:便携式电源;微型燃料电池;最优控制;启动;中间精度建模;多时间尺度;准稳态近似 软件:SNOPT公司;DASPK 3.0版;DAEPACK公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \文本{B.Chachuat}等人,Optim。控制应用程序。方法31,No.5,471--495(2010;Zbl 1202.49005) 全文: 内政部 参考文献: [1] 林登,《电池手册》(2001) [2] 《微型发电设备:设计与技术》(2009) [3] Mitsos,《便携式发电设备的设计方法》,《工业与工程化学研究》46(22),第7164页–(2007) [4] Mitsos,《微型发电工艺的替代方案》,工业与工程化学研究43(1),第74页–(2004) [5] Mitsos,基于燃料电池的便携式发电产品工程,AIChE Journal 51(8)pp 2199–(2005) [6] Chachuat,采用燃料电池的微型发电的优化设计和稳态运行,化学工程科学60(16)第4535页–(2005) [7] Yunt,为不同的电力需求设计便携式发电系统,AIChE Journal 54(5)pp 1254–(2008) [8] Mitsos A手动发电设备:产品设计和支持算法2006 [9] 巴顿,计算机辅助化学工程20B第1093页–(2005) [10] Larminie,《燃料电池系统解释》(2003年)·数字对象标识码:10.1002/9781118878330 [11] Hotz,使用火焰制造的Rh/Ce0.5Zr0.5O2催化剂从丁烷中生产合成气,应用催化B 73(3/4),第336页–(2007) [12] Arana,一种用于热高效燃料处理的微型悬吊管化学反应器,IEEE杂志MEMS 12(5),第600页–(2003)·doi:10.1109/JMEMS.2003.817897 [13] Ganley,从氨中生产氢气的多孔阳极氧化铝微反应器,AIChE期刊50(4),第829页–(2004) [14] Deshmukh,钌氨分解制氢微反应器模型,工业与工程化学研究43(12),第2986页–(2004) [15] Mitsos A Chachuat B Barton PI便携式发电中间保真度模型中建模假设的合理性2005年内部报告马萨诸塞州剑桥麻省理工学院http://yoric.mit.edu/reports.html [16] Martinson,偏微分代数方程的微分指数,SIAM科学计算杂志21(6)pp 2295–(2000)·Zbl 0956.35026号 [17] Martinson,线性PDAE系统的指数和特征分析,SIAM科学计算杂志24(3)第905页–(2002)·Zbl 1036.65081号 [18] Bessette,固体氧化物燃料电池的数学模型,《电化学学会杂志》142(11)pp 3792–(1995) [19] Achenbach,平面固体氧化物燃料电池的三维和时间相关模拟,《电源杂志》49(1/3)pp 333–(1994) [20] 谢弗,平板边界层中H2/空气混合物的催化燃烧:II。数值模型,燃烧和火焰45 pp 171–(1982) [21] 韦斯特布鲁克,碳氢化合物燃烧的化学动力学模型,《能源与燃烧科学进展》10(1)pp 1–(1984) [22] 高,用于系统模拟的动态锂离子电池模型,IEEE T组件封装技术25(3),第495页–(2002) [23] 邮票,锂离子电池容量衰减分析,《电源杂志》150页229–(2005) [24] 巴顿,混合系统的建模、仿真、灵敏度分析和优化,ACM建模和计算机仿真汇刊12(4),第256页–(2002)·Zbl 1390.93118号 [25] Vande Wower,线的自适应方法(2001年) [26] Feehery,大型微分代数系统的有效灵敏度分析,应用数值数学25(1),第41页–(1997)·Zbl 0884.65086号 [27] 李,《大规模微分代数系统灵敏度分析的软件和算法》,《计算与应用数学杂志》125(1-2),第131–(2000)页·兹伯利0971.65074 [28] Chachuat,ECMI 2006年工业数学进展,《工业数学》第512页–(2007) [29] Khalil,非线性系统(2002) [30] Asher,常微分方程和微分代数方程的计算机方法(1998)·doi:10.1137/1.9781611971392 [31] Tolsma JE块解算器手册(1.0版)2000 [32] Tolsma,DAEPACK:遗留模型的开放建模环境,《工业与工程化学研究》39(6),第1826–(2000)页 [33] Srikar,微机械固体氧化物燃料电池的结构设计考虑,《电源杂志》125(1),第62页–(2004) [34] Brusch,使用非线性规划解决高度约束最优控制问题,AIAA期刊11(2)第135页–(1973) [35] Teo,Pitman纯数学和应用数学专著和调查(1991) [36] Neuman,使用三次样条曲线解决约束问题的次优控制算法,Automatica 9(5)pp 601–(1973)·Zbl 0276.49026号 [37] Tsang,通过配置和非线性规划实现最优控制,《国际控制杂志》21(5),第763页–(1975)·Zbl 0318.49028号 [38] Vassiliadis,一类多级动态优化问题的求解。2.路径约束问题,《工业与工程化学研究》33(9),第2123页–(1994) [39] Gill,SNOPT:大规模约束优化的SQP算法,SIAM Review 47(1)pp 99–(2005)·Zbl 1210.90176号 [40] Schlegel,使用自适应控制向量参数化的动态优化,计算机与化学工程29(8)pp 1731–(2005) 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。