燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)仿真軟件輸出界面的設(shè)計(jì)


設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：
1、了解MATLAB中GUI界面設(shè)計(jì)的基本方法，掌握MATLAB仿真基礎(chǔ)知識(shí)；
2、理解燃料電池基本工作原理和經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型；
3、確定輸出界面設(shè)計(jì)的大體方案，界面結(jié)構(gòu)、功能等；
4、氫氣、空氣、堆和水管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖加載和顯示；
5、燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖加載和顯示；
6、電堆溫度、空氣流量、輸出電壓的實(shí)時(shí)顯示；
7、參數(shù)曲線（堆溫、空氣流量、輸出電壓）的實(shí)時(shí)繪制；

要求完成的主要任務(wù):
1、 完成翻譯兩萬字符的英文資料；
2、 查閱參考文獻(xiàn)15篇（其中英文5篇以上），寫出摘要；
3、 在對(duì)課題有一定了解的基礎(chǔ)上，寫出開題報(bào)告；
4、 理解燃料電池管理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；
5、 編制MATLAB中的用戶圖形界面，并可演示結(jié)構(gòu)圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真；
6、 與Simulink模型進(jìn)行聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)輸出顯示功能。
7、 撰寫畢業(yè)論文，字?jǐn)?shù)不少于15000字。


摘要
燃料電池技術(shù)以其無污染、高效率、結(jié)構(gòu)緊湊、重量功率比高、燃料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為當(dāng)前以及未來一段時(shí)間人們研究的焦點(diǎn)，它提供了一種全新的能源技術(shù)模式，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)前景。由于當(dāng)前燃料電池技術(shù)的高成本和不完善，勢(shì)必會(huì)有一段相當(dāng)長(zhǎng)的對(duì)燃料電池的研究和實(shí)驗(yàn)過程，這就要求有大量的實(shí)驗(yàn)和仿真設(shè)備的存在。計(jì)算機(jī)仿真以其低成本，精度高，實(shí)用方便等優(yōu)點(diǎn)，在燃料電池仿真方面也具有很廣闊的應(yīng)用。Matlab軟件以其在工程計(jì)算仿真方面的強(qiáng)大實(shí)力為燃料電池的仿真提供了方便。特別是Simulink仿真工具能夠很容易的構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行仿真運(yùn)算，為工程人員提供了很多實(shí)用之處。
在燃料電池的仿真過程中，需要頻繁改變參數(shù)觀察各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)的變化情況，由于燃料電池模型的復(fù)雜性，造成了非專業(yè)人員仿真的不便，這與希望令仿真過程簡(jiǎn)便化、直觀化的初衷不符。這樣，設(shè)計(jì)一個(gè)友好的仿真運(yùn)行交互輸出界面就顯得十分有意義。
本設(shè)計(jì)使用Matlab自身的GUI用戶界面設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)了一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的燃料電池仿真輸出界面。該界面集結(jié)構(gòu)圖呈現(xiàn)、仿真數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示、仿真結(jié)果在線繪制于一體。生動(dòng)形象的展示了燃料電池工作狀態(tài)，以淺顯清晰的界面使使用者對(duì)各個(gè)參數(shù)的變化一目了然。便于仿真者花較少的時(shí)間于界面設(shè)置和觀察輸出，將主要精力集中在模型構(gòu)建和優(yōu)化系統(tǒng)上。



關(guān)鍵詞：氫燃料電池 仿真軟件 數(shù)學(xué)建模 圖形用戶界面






摘要 I
ABSTRACT II
緒論 1
(1)PEMFC燃料電池概述 1
(2)燃料電池計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn) 2
(3)本設(shè)計(jì)的主要工作 2
1 Simulink和GUI工具簡(jiǎn)介 4
1.1 Simulink仿真環(huán)境 4
1.1.1 Simulink模塊庫(kù) 4
1.1.2 Simulink仿真運(yùn)行機(jī)理 5
1.1.3 Simulink中的S函數(shù) 7
1.2 GUI設(shè)計(jì)工具 7
1.2.1圖形句柄語句簡(jiǎn)介 8
1.2.2 可視化的界面環(huán)境 9
2 燃料電池基本原理和模型構(gòu)建 11
2.1 燃料電池工作基本原理 11
2.2 燃料電池水管理的數(shù)學(xué)建模 12
2.2.1 陽極水傳輸過程 12
2.2.2 陰極水傳輸過程 13
2.2.3 質(zhì)子交換膜中水傳遞過程 15
3 GUI輸出界面設(shè)計(jì)過程 16
3.1 問題的提出 16
3.2 元件結(jié)構(gòu)圖的加載 17
3.2.1 image指令在軸對(duì)象中顯示圖象 19
3.2.2 imshow指令在軸對(duì)象中顯示圖象 20
3.3 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示 23
3.3.1 基于to workspace模塊的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示 23
3.3.2 基于S-Function模塊的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示 25
3.4 數(shù)據(jù)曲線的實(shí)時(shí)繪制 30
4 PEMFC系統(tǒng)Simulink模型和GUI界面的連結(jié) 33
結(jié)束語 36
(1)全文工作總結(jié) 36
(2)存在的不足和將來工作的改進(jìn)方向 36
致謝 37
參考文獻(xiàn) 38
附錄 40