一种基于改进灰狼优化算法的PEM电解水制氢多变量模型预测控制方法及制氢系统

本发明公开了一种基于改进灰狼优化算法的PEM电解水制氢多变量模型预测控制方法及制氢系统，属于氢能制备控制领域。针对PEM制氢系统多变量耦合引起的控制超调与权重矩阵随机性问题，提出IGWO‑MPC双环控制架构：构建涵盖电流密度、温度、压力的全局模型，解析电解槽电压、温度及功率；采用加权最小二乘法对非线性效率进行抗差线性化，建立状态空间模型；通过改进灰狼算法动态优化MPC权重矩阵，结合收敛因子自适应调整策略，抑制多物理场耦合失稳。该方法突破传统经验赋权局限，使温度波动降低56.8％，产氢量提升4.89％，电解效率稳定于78％‑80％，有效提升大规模清洁能源制氢系统的控制精度与运行效率。