專利名稱：甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法
技術領域：
本發明涉及甲醇自熱重整制氫過程的控制方法，特別涉及甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法。
背景技術：
隨著能源危機的加劇，尋求可以替代化石燃料的新能源已經成為一個研究熱點。能源問題對國民經濟和國家發展有著重大影響，因此我國也將開發新能源作為一個戰略。氫氣被認為是一種高效的清潔能源。燃料電池技術的快速發展也在推動著氫能的開發。燃料電池是一種將化學能直接轉化為電能的能源轉換裝置。燃料電池因其具有很高的能量轉換效率而受到關注。燃料電池的一個非常合適的燃料就是氫氣。但由于氫氣分子小、易燃易爆等性質，導致氫氣的存儲和運輸存在困難。甲醇自熱重整制氫工藝是直接為燃料電池現場供氫的優選方案之一。甲醇自熱重整制氫過程是一個涉及多個化學反應的復雜過程，是一個多輸入多輸出系統，并且模型參數具有不確定性，輸入之間還存在著耦合。另外，燃料電池對輸入氣體的壓力有嚴格的要求，頻繁的大幅波動會引起燃料電池故障和縮短燃料電池的壽命。這些都給控制帶來了困難，因此經典控制算法難以取得良好的控制效果。滑模控制因其對模型參數不確定性和干擾的不敏感性，成為一種可以應對模型參數不確定性的有效工具。

發明內容
為解決甲醇自熱重整制氫過程的控制問題，本發明提供一種甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法。甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法，其特征是采用滑模控制器根據期望氫氣產量yd、實際氫氣產量I和實際氫氣產量變化率χ2來操縱反應原料甲醇水溶液的流量U1,同時采用具有重整溫度T約束的變比值控制器來操縱另一反應原料空氣的流量u2，具體步驟包括:所述滑模控制器按以下實際氫氣產量y和甲醇水溶液的流量U1之間的模型來操縱甲醇水溶液的流量u1:
權利要求
1.甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法，其特征是采用滑模控制器根據期望氫氣產量yd、實際氫氣產量I和實際氫氣產量變化率X2來操縱反應原料甲醇水溶液的流量U1,同時采用具有重整溫度T約束的變比值控制器來操縱另一反應原料空氣的流量u2，具體步驟包括: 所述滑模控制器按以下實際氫氣產量I和甲醇水溶液的流量U1之間的模型來操縱甲醇水溶液的流量U1:
2.如權利要求1所述的甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法，其特征是所述實際氫氣產量變化率X2采用高增益觀測器進行估計，得到所述實際氫氣產量變化率X2的估計值毛;所述高增益觀測器為
全文摘要
針對甲醇自熱重整制氫過程模型參數的不確定性，本發明提出的甲醇自熱重整制氫過程的滑模控制方法不依賴于被控對象的精確數學模型，在模型失配時依然可以獲得良好的控制效果。本發明采用滑模控制器根據期望氫氣產量、實際氫氣產量和實際氫氣產量變化率來操縱反應原料甲醇水溶液的流量，同時采用具有重整溫度約束的變比值控制器來操縱另一反應原料空氣的流量。本發明可以適應甲醇自熱重整制氫過程的模型參數不確定性和輸入之間的耦合，實現對甲醇自熱重整制氫過程的先進控制。
文檔編號G05B13/02GK103149837SQ20131006636
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者盧建剛, 王學飛, 陳金水, 施英姿, 莊宏, 游杰, 王新立 申請人:浙江大學