研究目的
研究采用生物质能与太阳能光伏混合能源系统中自由活塞斯特林发动机的输出电压控制，运用ILQ控制理论维持稳定功率输出并将温度保持在安全范围内。
研究成果
该混合系统结合生物质流化床气化(ILQ控制)、光伏(PV)技术，可稳定产出最高1.6千瓦电能与45摄氏度200升热水。温度始终控制在安全范围内，证明系统能有效应对不同时间常数的工况。该系统适用于应急供电和农村电气化，但需进一步优化以解决燃烧不稳问题并提升可靠性。
研究不足
生物质燃烧，尤其是木屑颗粒的燃烧过程不稳定，导致温度和功率输出波动。该系统采用低耐热性管道输送冷却水，将热水温度限制在60°C以下。需要进一步研究以提高温度稳定性和系统整体可靠性。
1：实验设计与方法选择：
本实验采用混合系统，包含以生物质（木屑颗粒）为热源的自由活塞斯特林发动机发电机（FPSEG）和带电池的太阳能光伏（PV）系统。应用逆线性二次（ILQ）控制理论调节有功输出功率，并将头部温度维持在规定范围内，同时解决燃烧系统（长时域，约1-10秒）与电路系统（短时域，约1-20毫秒）的不同时间常数问题。
2：样本选择与数据来源：
系统使用木屑颗粒作为生物质燃料及标准太阳能板。通过运行期间传感器采集温度、功率及电流数据。
3：实验设备与材料清单：
FPSEG（Microgen Engine Corporation生产，额定1千瓦/230伏/50赫兹）、光伏板（总功率600瓦，单块100瓦，最高电压105伏）、蓄电池、温度传感器（如FPSEG头部的TS(L)和TS(R)）、燃料控制进料电机、低通滤波器（截止频率1.5千赫）、交直流PWM转换器，以及包含ILQ控制器和锁相环（PLL）的控制系统。
4：5千赫）、交直流PWM转换器，以及包含ILQ控制器和锁相环（PLL）的控制系统。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：首先通过生物质燃烧加热FPSEG头部；利用蓄电池储存的太阳能启动系统?；谌忌掌魑露龋ú慰贾翟?50°C）采用Bang-Bang控制调节燃料供给。运用ILQ控制调节电输出功率（目标400-500瓦），并将头部温度维持在160°C（下限）至500°C（上限）之间。持续监测温度、功率及电流变化，通过冷却水循环制备热水。
5：数据分析方法：
分析电输出稳定性与温度控制效果，采用均方根值评估电气参数，观察生物质燃烧不稳定性导致的波动。通过图表结果及限值对比评估功率因数与系统性能。
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Free Piston Stirling Engine Generator
Not specified in paper
Microgen Engine Corporation
Generates electricity using biomass heat source and produces hot water
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PV panels
Not specified in paper
Not specified in paper
Generates solar power for charging batteries and system startup
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Temperature sensor
TS(L) and TS(R)
Not specified in paper
Measures temperature on the left and right sides of the FPSEG head
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Low-pass filter
Not specified in paper
Not specified in paper
Reduces harmonics from PWM carrier frequency in the electrical circuit
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AC/DC PWM converter
Not specified in paper
Not specified in paper
Converts AC power from FPSEG to DC for control and storage
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Battery
Not specified in paper
Not specified in paper
Stores solar power for startup and nighttime use
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