车用锂离子电池充放电性能及应用研究

为了考察锂离子电池在电动车辆上的使用性能,对锂离子电池进行了一系列充放电试验,得到了锂离子电池在单体、成组和装车状态下的电池工作特性曲线,提出了通过SOCV值来预测电池SOC值的控制策略及SOC的控制目标值.试验结果表明,锂离子电池具有良好的环境适应性和大电流充放电性能,适合电动汽车使用,但应将电动车续驶里程控制在合适的范围内.     

Nafion作为粘接剂对活性炭电极快速充放电性能的影响

采用高比表面积活性炭作为电极材料,将Nafion部分替代PVDF作为粘接剂制备电化学超级电容器活性炭电极,并将其组装成有机体系双电层电容器.采用循环伏安和恒流充放电研究了Nafion的添加对超电容比容量和快速充放电性能的影响,采用交流阻抗研究了超电容体系的频率响应特性,最后采用恒流充放电技术研究组装超电容的循环稳定性.研究表明,粘接剂中Nafion的添加能够改善活性炭电极的快速充放电性能,并能够改善活性炭电极的循环稳定性.当充放电速率达到40A/g,含有Nafion粘接剂的电极比容量依然达到了68F/g,其能量密度和功率密度分别达到了29Wh·kg-1,和35kW·kg-1.     

基于卡尔曼滤波的锂离子电池模型参数辨识

为了提高锂离子电池仿真模型精度,提出了基于改进的粒子群优化卡尔曼滤波（IPSO-KF）算法辨识电池模型参数。依据卡尔曼滤波算法,根据电池电压、电流,估计电池二阶RC模型参数。利用改进的粒子群算法优化卡尔曼滤波中的协方差矩阵,提高模型参数的辨识精度,建立精确的电池模型。     

电动汽车电池组连接可靠性及不一致性研究

通过对电动汽车用锂离子电池特性的研究,建立了电池组模型并分析了充放电基本规律,重点讨论了电池组可靠性和电池组中单个电池性能不一致性对电池组性能和寿命的影响及对电动汽车行驶性能的影响,提出了在使用方面的解决方案.     

基于改进的粒子群优化扩展卡尔曼滤波算法的锂电池模型参数辨识与荷电状态估计

为解决锂电池荷电状态（SOC）难以精确估计的问题,提出了基于改进的粒子群优化扩展卡尔曼滤波（IPSO-EKF）算法预测电池SOC。为减小参数非线性特性影响,重新构建了EKF算法电池状态空间方程,以辨识出的电池模型参数为基础,获得SOC最优估计。采用IPSO算法优化EKF算法噪声方差矩阵,解决系统状态误差协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵最优解获取难题,进一步提高SOC的估计精度。计算结果表明：IPSO-EKF算法能够精确地辨识电池模型参数和SOC值,并能够很好地修正状态变量初始误差。     

隔转鸭舵式弹道修正弹气动力工程模型与辨识

修正弹的气动力可表示为外形和飞行状态的函数,其模型直接影响动力学系统求解的准确性。在风洞试验数据的基础上,建立适用于隔转鸭舵式弹道修正弹的气动力工程模型。模型综合考虑复攻角和鸭舵相位角的复合效应,并利用最小二乘方法对修正弹阻力、升力、侧向力以及俯仰力矩的工程模型进行参数辨识,模型预测结果得到了计算流体力学计算的验证。结果表明：鸭舵的诱导阻力较小,小攻角范围内利用对称拟合表征修正弹阻力的误差小于3.3%;在攻角和鸭舵相位角的综合影响下,升力表现为正弦特性,侧向力在鸭舵相位角为180°时会出现二次正弦叠加现象。气动力模型为隔转鸭舵式弹道修正弹的飞行特性分析奠定了基础。     

火箭强声发生器建模与仿真

建立了包括发生器单元类比电路模型、声辐射器模型、出口辐射模型的火箭强声发生器一维参数模型。仿真分析了发生器声压、声速、阻抗、指向性特性,并分析了出口反射声波对发生器内参数影响。结果表明,一维参数模型可很好预测发生器频响特性,频带高达2 000 Hz,其受限条件主要是边界辐射阻抗与高次谐波。     

弹丸阻力系数辨识模型

采用阻力系数多段样条描述法和非常规炮弹弹道数学模型,建立弹丸阻力系数辨识模型.阻力系数辨识程序通过其数学模型,用雷达测速、气象和其它初始参数,多段样条提取阻力曲线,以及从亚音速到超音速拟合阻力曲线来辨识弹丸的阻力系数.     

舰炮间瞄射击的辨识修正方法

为克服舰炮对岸射击时有时不能进行射击修正的缺陷,提出了利用舰载观测器材跟踪飞行弹丸坐标,辨识弹道气象参数,求取弹着偏差量的射击修正方法.通过对影响弹丸飞行弹道因素的分析,确定了需辨识的参数和弹道方程组模型,建立了基于非线性最小二乘的弹道辨识算法模型.仿真试验证明了本方法的正确性和可操作性,对于提高舰炮对岸射击精度具有重要作用.     

弹道导弹再入段大气参数修正

为了提高弹头落点精度,在分析大气参数偏差对弹头再入精度的影响和实际大气参数与标准大气参数差异的基础上,运用实测大气参数,拟合建立了再入大气参数的修正模型,并分析了模型的可靠性.通过弹道仿真计算表明,建立的修正模型有效地提高了弹头再入落点精度,该修正模型是切实可行的.     

基于灵敏度分析技术与优化设计的导弹模型修正方法

基于灵敏度分析技术与优化设计技术,提出导弹模态参数修正的新方法。首先提出模型修正的新方法,给出某型导弹的有限元模型,计算其模态后,发现计算结果与实验辨识结果相差较大。选定需修正的材料参数,建立导弹结构的灵敏度分析模型和Matlab优化设计模型。最后,运用给出的模型修正方法对结构进行模态参数修正。结果表明,修正模型的计算模态与实验值吻合较好,验证了模型修正方法。     

基于误差模型和扰动量辨识的射程修正方法

建立了理想姿态控制下的射程误差模型,研究了射程误差模型的物理本质、泛函表达形式及射程预测精度.理论分析结果表明,射程偏差和主动段终点参数都是扰动因素的函数,射程预测过程实际上是先利用弹道观测参数辨识扰动因素,再由扰动因素对射程进行预测的过程,得出射程预测精度取决于对射程扰动量辨识精度的结论.提出了一种基于扰动量辨识和误差模型的射程修正方法,获得了良好的仿真效果.     

自旋飞行器角速率和过载测量数据拟合修正方法

为正确分析飞行试验飞行器迎角和气动参数偏差等飞行动力学特性,根据具有非零惯性积旋转飞行器在大气层外的运动规律,推导飞行器角速率和过载分量的解析表达式。利用测量数据拟合估计相应的系数,给出测量数据系统偏差修正解算公式。计算实例表明,经拟合、系统偏差修正和过载质心换算的测量数据更接近实际飞行状况,可用于确定飞行器大气层初始段飞行迎角变化范围和大气层内气动系数辨识等的飞行动力学特性结果分析。试验数据结果分析实例验证了该方法的有效性,研究结果对测量数据处理和误差修正具有现实指导意义。     

二维弹道修正引信弹道辨识模型及精度仿真分析

文中提出利用卡尔曼滤波技术来建立二维弹道修正引信弹道辨识模型,在弹道方程基础上建立了卡尔曼滤波的弹道辨识状态方程和量测方程,构建了二维弹道修正引信弹道辨识模型算法;利用均匀设计方法对弹道辨识模型的精度进行了仿真分析,仿真结果表明基于卡尔曼滤波技术的弹道辨识模型可以满足弹道修正引信的系统精度要求.     

低于一个大气压条件下低温等离子体光谱研究

以沿面放电低温等离子体对流体边界层控制的研究为背景,以实验研究为主要手段,在自行设计的放电电极板上实现低于一个大气压条件下的等离子体放电,通过改变电参数和气压,最终获得了等离子体发射光谱、辐射强度等与各放电参数和各气压条件间的相互关系,以了解不同气压条件下沿面放电低温等离子体的基本特性.     

水下涡轮发动机推进系统建模研究

开式循环水下涡轮发动机动力系统本身的结构特点和工作条件决定了其特殊性.针对该系统进行数学建模是系统分析与设计的基础.基于系统物理机理分析和元件特性数据拟合相结合的方法,建立了完整的开式循环涡轮发动机动力推进系统的数学模型,该模型物理意义明确、构成简捷,精度较高,且便于参数调整和编程计算.该模型可应用于动力系统的性能评估和优化设计,同时由于该模型描述了系统的动态过程,是发动机控制系统设计的基础.     

基于惯组实测数据的外挂导弹着陆冲击条件拟合方法

针对飞机外挂导弹上设备的着陆冲击环境设计问题,提出了基于惯组实测数据的外挂导弹着陆冲击条件拟合方法.给出了拟合方法的流程图,建立了飞机着陆的简化模型,研究其着陆过程动态响应时域曲线,选择标准时域冲击波形作为设计对象;通过遍历方法形成不同参数的标准冲击波形,将其频域分析结果与实测数据的频域分析结果进行对比,辨识出最终时域波形的设计参数;本方法可简单有效地辨识出时域冲击波形条件,作为工程设计参考.     

基于混沌粒子群算法的压电微纳平台迟滞模型参数辨别

针对压电微纳平台存在迟滞非线性问题，建立改进的Bouc-Wen模型描述压电微纳平台迟滞现象并使用混沌粒子群算法对模型参数进行参数辨识。通过引入迟滞非线性项对原始Bouc-Wen模型进行改进来获得更好的迟滞拟合曲线；为了解决辨识精度低的问题，使用混沌粒子群算法来增强算法在局部的寻优能力。结果表明，以频率为1 Hz驱动电压为例，改进的Bouc-Wen模型相较于传统Bouc-Wen模型能更加准确地描述其迟滞现象。同时使用混沌粒子群优化算法参数拟合的平均误差以及均方根误差均优于传统粒子群算法，有效提高了位移迟滞数据的拟合精度。     

聚合物锂离子电池大倍率放电温度场分析

聚合物锂离子电池在大倍率放电时会产生大量的热,从而影响电池的性能和安伞性。利用ANSYS软件在大倍率放电条件下,对忽略正负极极耳尺寸且导热系数各向同性,忽略正负极极耳尺寸且导热系数各向异性。考虑正负极极耳尺寸且导热系数各向异性的3种聚合物锂离子电池模型进行了温度场分析。通过对比分析结果可知,正负极极耳对电池内部温度场的分布影响很大;导热系数各向同性的假设条件下分析结果误差较大,导热系数各向异性的分析更加准确。在对聚合物锂离子电池温度场分析时要综合考虑电池正负极极耳和导热系数各向异性等因素。     

锂离子电池硅负极材料充锂过程的跨尺度模拟方法

针对硅(Si)负极材料充锂(Li)过程产生的中间相如何引起其失效,依然缺少微观结构、性能与宏观现象上的关联,提出对Si负极材料充Li过程进行多尺度的计算模拟,建立多尺度耦合模型。该方法利用第一性原理计算与有限元模拟的跨尺度方法,揭示了锂离子电池Si负极充放电过程中原子结构及相稳定性的变化,计算了形成的不同中间相化合物的物理性能。随后利用有限元方法从介观尺度揭示了Si负极材料充Li过程的变形行为。跨尺度模拟结果表明,Si负极材料在充电过程中因形成不同中间相化合物会导致明显的体积膨胀。Si负极材料的膨胀会引起临近颗粒接触、挤压从而产生应力集中甚至发生失效,进而会降低电池的循环性能。