模拟器要调用matlab/simulink 实现如下的功能:
GUI 界面;燃料电池部件的选择;导入试验数据自辨识(需要定义所导入的数据格式); 算法的导入以及接口问题
以上的问题通过直接使用matlab 的GUI 编程功能不难实现,需要做的是设计一个统一的界面与接口。为了实现以上功能,我们可以将simulator 的操作过程定义如下:
图表2 模拟器功能构图
3.2 模拟器的实现
根据设计需求,模拟器需要包括两个方面,第一个是基于Matlab 的GUI 模拟器软件,可供用户选择,模拟,设计控制算法。第二个是燃料电池的部件库,以供用户选择,组合成适合的燃料电池系统,在本文建立的库中针对三种质子交换膜燃料电池系统建立了部件,同时用户还可以自行添加部件。第二个是基于Matlab 的GUI 模拟器软件,可供用户选择,模拟,设计控制算法。
图表3 模拟器的实现
上图是仿真器软件先从Matlab/Simulink 选择合适的组件包括在结构章节中所叙述的几大模块,然后进行仿真得到的结果。在图三的左边是仿真之后的曲线,左边是一些参数框,可以控制要显示的曲线,曲线的参数,以及将仿真的曲线和实际的曲线进行对比。
利用Matlab 的toolbox 可添加用户自定义模型的机理,可以将用户自建的模块放到Toolbox 的库中,在以后实验的时候,通过上面的软件组合,可以自动生成Simulink 模拟系统,从而进行仿真。
4 结论
燃料电池是最近很活跃的研究领域,很多的理论以及工具不断地出现。本文借助Matlab 的强大能力,将一种燃料电池模型各个部件模块化,成功实现了一种燃料电池模拟器软件,根据需要,可以组合适当的燃料电池系统,再通过友好的GUI 界面,用户可以很方便的建立模型,模拟以及设计控制器。
本文创新点:深入将一种面向控制的模型模块化,可以自由组合各种适当的部件,再基于理论设计了一套模拟器软件,为工程以及科学研究提供一种易用但强大的工具。项目价值:15 万元