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原文传递船用燃料电池监控系统的研究

论文题名：	船用燃料电池监控系统的研究
关键词：	质子交换膜燃料电池;船用燃料电池;监控系统;PID算法;ACCESS数据库;串行通信
摘要：	燃料电池因无污染、高效率、低噪音、可靠性强、供电性能更加稳定等优点，逐渐成为21世纪最有前途的“绿色能源”，所以把燃料电池作为船舶的电力推进应用于实船具有很广阔的前景。研究表明，燃料电池运行参数如温度和湿度，对提高燃料电池的性能和寿命起着至关重要的作用。对燃料电池的温度、湿度等参数的控制也是目前研究的重点之一。基于此，我们设计了基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的实船监控系统，并对此做了初步的研究。论文首先介绍了研究意义以及研究的主要内容，并对质子交换膜燃料电池的相关概念、系统的组成、工作原理等都进行了较为详细的阐述，根据对影响系统性能的一些重要因素进行了详细的研究分析后，提出了质子交换膜燃料电池监控系统的总体控制方案。设计采用了AT89C52组成的易于检测的下位机系统。在系统的下位机控制方案设计中，湿度的测量用HS1101湿度传感器模块。温度的测量用DS18B20温度传感器测量，并用数码管显示测量值，用PWM控制冷却风扇控制温度到恒定值。设计中采用了以AT89C52单片机为核心的数据采集(温度)控制单元、PWM 波形输出控制单元和定时器单元，来实现以上的控制方案。并在此基础上设计了上位机系统，实现了下位机和上位机的串行通信，使系统能够实时检测燃料电池堆的温度、湿度、电压，并把检测到的温度数据经过处理后，通过PID算法来调整输入参数，以达到最优控制的效果。系统的上位机监控友好界面是使用VB软件开发的，它界面友好、编程风格简单、实时性强、易调试。除此之外，设计了VB易于访问的ACCESS数据库，把实时监控的数据存放在数据库，方便用户调用和选择历史参数。最后对实际完成的系统进行集成调试，分别从示波器上观察PWM波形图和直接查看数码管显示电路，并利用串口调试助手进行了数据接收发送的调试，以证明设计方案的正确性和可行性。最后通过VB软件完成对整个系统的调试。及时总结完成的内容，提出了对监控系统进行进一步优化的方案，并展望基于燃料电池的船舶监控系统的应用。
作者：	俞毅
专业：	检测技术与自动化装置
导师：	黄允千
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海海事大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文