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随着人类的可持续发展，人们对能源特别是清洁能源的需求越来越大，氢能作为一种清洁的能源近儿年来受到了世界各国的广泛关注。
质子交换膜燃料电池作为氢能的利用形式之一，以其清洁、安静、高效和启动温度低等优点成为了科研人员的重点研究方向。经过几十年的努力，形成了不同型式的燃料电池装置，由此也对控制器的设计提出了更高的要求。本文针对中科院自动化所1KW氢空质子交换膜燃料电池的具体装置，提出和研究了一系列控制方法。
具体来讲：
①研究了无负载电流反馈情况下燃料电池的控制方法。先从线性方法出发，提出了基于SPM的自适应状态反馈预测控制方法。由于燃料电池本质上是一个复杂的非线性时变过程，为了进一步提高控制性能，又从非线性的方法出发，提出了实时简化变论域的模糊控制方法，在解决实时控制的同时又实现了精确控制。
②研究了有负载电流反馈情况下燃料电池的控制方法。首次应用基于SIRMs动态连接的模糊推理模型实现了以一个操作变量(空气质量流量计的给定电压)控制两个被控变量(阴极压力和空气流量)的控制要求，进而又首次应用在线的随机搜索优化方法实现了模型参数的在线优化。
③研究了由燃料电池和超级电容组成的混合系统的功率调节方法。仿真实现了在负载的不同功率要求下，燃料电池的输出功率和超级电容的输出功率互为补充，以弥补燃料电池电能输出的“软特性”。
④研究了燃料电池的网络化控制方法。提出了基于线性模型预测的网络化预测模糊控制方法和基于非线性模型预测的网络化预测模糊控制方法。通过模型预测、模糊控制器设计和时延补偿解决了在网络中存在时延和丢包情况下燃料电池的网络化控制问题。
总的说来，本文针对质子交换膜燃料电池的本地及网络化控制提出了一系列切实可行的控制方法，对燃料电池和超级电容组成的混合系统的功率调节控制也进行了富有成效的研究。