با توجه به نیاز به منابع تجدید پذیر انرژی در جهان امروز استفاده از پیل های سوختی اهمیت فراوانی دارد. سیستم پیچیده ای مانند پیل سوختی متناسباً احتیاج به کنترل کننده مناسبی دارد. وجود معادلات غیر خطی و قید های عملیاتی و همچنین تعداد متغییر های زیاد لازم می دارد که در انتخاب روش کنترلی دقت کافی وجود داشته باشد. در این پایان نامه از روش کنترل پیش بین جهت کنترل پیل سوختی نوع pem استفاده شده است. با ارائه توضیحات در زمینه ساختار پیل, مدل, و معادلات حاکم بر سیستم پیل سوختی به بررسی روش کنترل پیش بین به صورت کلی می پردازد. سپس با استفاده از مدل مبتنی بر داده های عملی پیل سوختی و استفاده از روش کنترلی lv-mpc نتایج شبیه سازی نمایش داده شده است. روش اخیر با توجه به تعداد زیاد متغییرهای موجود در سیستم پیل سوختی با کاهش تعداد این متغییر ها موجب سادگی محاسبات در عین حفظ کیفیت کنترل کنندگی می شود.

در این رساله یک کنترل کننده مدل پیش بین چندگانه برای کنترل جریان هوای ورودی یک پیل سوختی pem طراحی و شبیه سازی شده است. کنترل کننده مدل پیش بین چندگانه متشکل است از تعدادی کنترل کننده مدل پیش بین -که در هر لحظه یکی از آنها فعال است؛ و یک سیگنال کلید -که در هر لحظه کنترل کننده فعال را تعیین می کند. برای کاهش کلیدزنی های مکرر و ناخواسته بین کنترل کننده های مختلف، شیوه جدیدی مبتنی بر تئوری شواهد پیشنهاد شده است که در آن برای تعیین سیگنال کلید، اطلاعات به دست آمده از دو منبع اطلاعاتی مختلف(دو دسته سنسور یا دو معیار مختلف تصمیم گیری) به کمک تئوری شواهد دمستر-شفر با یکدیگر ترکیب می شود. در این راستا، شیوه جدیدی برای تعیین تابع تخصیص احتمال اساسی در تئوری شواهد پیشنهاد شده است. نشان داده شده که روش پیشنهادی موجب کاهش کلیدزنی های ناخواسته و بهبود پاسخ گذرا می گردد. در این رساله شرایط پایداری کنترل کننده مدل پیش بین برای پیل سوختی pem به کمک تابع هزینه و مجموعه قیود نهایی فراهم شده و جهت محاسبه تابع هزینه نهایی از نامساوی های ماتریسی خطی استفاده شده است. به علاوه شرایط پایداری کنترل مدل پیش بین چندگانه به عنوان یک سیستم دارای کلیدزنی، با محاسبه زمان سکون متوسط سیگنال کلید تعیین شده است. با توجه به شبیه سازی ها نشان داده شده که کنترل کننده پیشنهادی برای کنترل جریان هوای ورودی پیل سوختی دارای عملکرد رضایت بخش بوده و در مقایسه با سایر کنترل کننده ها دارای پاسخ گذرای مطلوب تری می باشد.