Modellierung und Regelung eines multifunktionalen Brennstoffzellensystems zur Bereitstellung sauerstoffarmer Abluft

Produktbeschreibung

Die vorliegende Arbeit stellt ein regelungstechnisch orientiertes Simulationsmodell und Strategien zur Bereitstellung entfeuchteter sauerstoffarmer Abluft für ein multifunktionales Brennstoffzellen-system vor. Das Simulationsmodell wird durch eine Modellidentifikation an den Laboraufbau ­angepasst. Die entwickelten Betriebsstrategien umfassen eine Steuerung, eine Zustandsregelung und eine Nichtlineare Modellprädiktive Regelung. Die benötigten Zustandsgrößen können nicht alle messtechnisch erfasst werden. Zudem ist die Messung des Abluftmassenstroms und dessen Sauerstoffgehalts durch eine signifikante Totzeit charakterisiert. Zur Rekonstruktion des vollständigen Systemzustands werden Strategien zur Zustandsrekonstruktion vorgestellt. Diese beruhen auf mehrstufigen Verfahren und umfassen die Zustandsschätzung und eine Prädiktion zur Totzeit­kompensation. Die Betriebsstrategien und die Verfahren zur Zustandsrekonstruktion werden am Simulationsmodell und am Laboraufbau erfolgreich umgesetzt und die Simulationsergebnisse und experimentellen Resultate werden dargestellt.

Keywords: 524008, Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 8, Band 1240, Verkehrsflugzeug; Brennstoffzelle, Sauerstoffarme Abluft; Model­lierung; Simulation; Zustandsregelung; Nichtlineare Modellprädiktive Regelung; Zustandsschätzung,