简介:摘要:微生物燃料电池的功率与电压或电流呈现非线性关系,只存在唯一的最大功率点。目前研究微生物燃料电池最大功率点跟踪最常用的方法是扰动观察法,这种方法应用于微生物燃料电池最大功率点跟踪控制,系统达到稳态时输出功率总是在最大功率邻域内波动,这样会造成大量的功率损失,并且跟踪的时间比较缓慢,极值搜索算法相比于扰动观察法,极值搜索算法是一种更为优越的控制算法,当醋酸盐的流量 Qa或浓度 Cac突然发生改变时,微生物燃料电池达到最大功率点的跟踪时间比较短,并且系统达到稳态时震荡几乎没有,所以基于极值搜索算法的微生物燃料电池具有很大的优越性。 关键词:微生物燃料电池;最大功率点跟踪;极值搜索算法;干扰观测法; 引言 随着各种能源资源的大量消耗,世界能源短缺问题日益显著,开发大量的可再生能源也就顺应了时代的发展。本文主要介绍微生物燃料电池的最大功率点跟踪控制研究,通过使用基于极值搜索算法的控制器,当燃料电池外部条件发生变化时,能够让微生物燃料电池总是工作在最大功率点,从而使微生物燃料电池输出更多的电能。 极值搜索算法的原理 图 4-1 极值搜索算法示意图 Figure 4-1 schematic diagram of extremum search algorithm 图 4-1是极值搜索算法的示意图,该算法主要的工作原理是通过施加等幅值的正弦干扰信号,来观察功率的变化方向,从而找到微生物燃料电池的最大功率点。 系统仿真 微生物燃料电池电池 DC-DC变换器 t变换器
PWM P 极值搜索控制器器 图 5 基于极值搜索算法的微生物燃料电池仿真模型 Figure 5 microbial fuel cell simulation model based on extremum search algorithm 底物浓度 Cac发生突变 图 5-1-1 底物浓度变化时功率变化曲线 Figure 5-1-1 power change curve when substrate concentration changes 图 5-1-2 底物浓度变化时功率变化曲线 Figure 5-1-2 power curve when substrate concentration changes ( 2)外电阻发生突变 图 5-2-1 外电阻发生突变时功率密度变化曲线 Figure 5-2-1 power density change curve with abrupt change of external resistance 图 5-2-2 当外电阻发生突变时功率密度变化曲线 Figure 5-2-2 power density change curve with abrupt change of external resistance 如图 5-1-1和图 5-2-1是基于扰动观察算法的微生物燃料电池模型的仿真波形,图 5-1-2和图 5-2-2是基于 ESC算法的微生物燃料电池模型的仿真波形,两种系统模型受到同样的外界干扰,即底物浓度 Cac在 300h变为原来的 2倍,在某一时刻底物浓度 Cac变回原来值,和外电阻 R在 300h时由 35欧变为 100欧,由上图可以看出,当底物浓度发生突变时,前者经过 100h趋于稳定,后者经过 5h趋于稳定。当外电阻发生突变时,前者经过 50h趋于稳定,后者经过 10h趋于稳定状态,所以的结论如下:( 1)当底物浓度 Cac适当增加时,燃料电池的功率会增加;( 2)当外电阻发生突变时,基于极值搜索法的控制器要比基于扰动观察的控制器的跟踪速度快。 参考文献 翟荣欣.局部阴影条件下光伏系统的 MPPT 控制研究 [D].长沙:湖南大学, 2018. 邹才能,赵群,张国生.能源革命:从化石能源到新能源 [J].然气工业, 2016, 36(01): 1-10 drissi R E L, Abbou A, Salimi M. Artificial neural-network-based maximum power point tracking for photovoltaic pumping system using backstepping controller[C]//2018 IEEE 59th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). IEEE, 2018:1-7. 作者简介 :任鹏鲲, 1993年 3月,男,汉,河南省沁阳市人,研究生,研究方向:微生物燃料电池最大功率跟踪。简介:摘要:数据结构作为计算机科学的核心,已经成为人们必须掌握的一切信息知识。作为经典的最短路径算法,Dijkstra算法数据结构被在生活中的各方面都有所体现。本文从数据结构和最短路径算法的定义入手,介绍了Dijkstra算法的算法优缺点和算法实例,最后阐述了最短路径算法在现实生活中的作用,说明该算法的重要意义。
简介:摘要:在当前阶段的防空作战中,其受到限制和影响的最主要因素之一就是复杂电磁环境,基于此,本篇文章主要对低空搜索雷达的抗干扰措施进行深入的研究和探讨。
简介:【摘要】伴随着手机的广泛使用与无线通讯科技的飞速进步,人们对于实现即刻即刻的沟通与信息收集的渴望日益增长。在这个过程中,网络社区探测成为了一项关键的科学技术,能够协助手机迅速寻找出最优的网络链路。我们的目标是寻找在移动设备附近的网络社区里,能够拥有最优的信号强度和最快的传输速度的网络,获得更优秀的通讯效果和用户感受。由于无线通信技术的飞速进步,我们能够在任何环境下进行通信与信息收集。在这个过程中,网络小区搜寻技术占据了关键位置,能够协助手持设备迅速寻找出最适合的网络链路。本文会详细阐述网络小区搜寻的原理、技术及优化手段,同时也会探讨这项技术在无线通信领域的存在的问题以及相关的解决措施。
简介:摘要:本文介绍了传统NAS-RIF算法的原理,针对NAS-RIF算法对噪声敏感的不足,加入正则化参数,改进了NAS-RIF算法,实验结果证明,与传统的复原算法相比,改进后的算法图像复原效果较好,峰值信噪比和复原后的视觉效果较优,图像细节清楚度有所提高,证明了改进算法的有效性。
简介:[摘要] PID控制算法是经典的工业工程控制算法之一,增量式PID控制算法是对传统PID控制算法的优化,但其存在静态误差无法消除的影响,因此本文引入遗传算法对其进行进一步优化,并给出了优化步骤,同时给出了一个用遗传算法进行单环系统增量式PID控制器优化设计的仿真实例,并克服了其静态误差无法消除的问题。
简介:摘要:本文介绍了一种新的高效优化方法“基于教与学的优化”。该方法研究了教师对学习者的影响。与其他受自然启发的算法一样,TLBO也是一种基于总体的方法,并使用大量的解决方案来进行全局解决方案。人口被认为是一组学习者或一组学习者。TLBO的过程分为两部分:第一部分是“教师阶段”,第二部分是“学习阶段”。“教师阶段”指向教师学习,“学习者阶段”指通过学习者之间的互动来学习。
简介:摘要:随机森林是当前一种常用的机器学习算法,其是Bagging算法和决策树算法的一种结合。本文就基于随机森林的相关性质及其原理,对它的改进发展过程给予了讨论。