基于PLC的金属压块机控制系统设计

以金属压块机为对象,在对其工作方法和控制方式及其流程进行了研究,为了实现自动化,以三菱中型号为FX_(2N)-32ER PLC为主控器取代原剪切机的机械控制,对传统设备进行改造,基于GX-works软件,利用顺序控制的设计思路开发了控制程序,并逐步分析说明所设计程序的运行功能,实现金属压块机压缩成型与出料工作。通过金属压块机及PLC控制的研究,论证了PLC控制技术在金属压块机中是可行的。     

基于响应面法-改进人工蜂群算法的绞车滚筒多目标优化设计北大核心

为提高绞车滚筒使用性能、减轻质量、降低耗能,提出一种基于响应面法-改进人工蜂群算法的方法对滚筒进行结构优化。利用有限元对绞车滚筒静强度和刚度、疲劳寿命进行仿真分析;建立以滚筒内部材料参数为设计变量,刚度为约束,最小疲劳寿命、最大静强度、质量为目标的响应面模型。在传统人工蜂群基础上,改进蜜源判断准则,有利于算法跳出局部最优、保留潜在最优。在搜索策略的算法中引入变异的思想,提高收敛速度;利用改进后的人工蜂群算法进行多目标求解,获得绞车滚筒的Pareto前沿解集。结果表明:优化后的滚筒质量减小350.1 kg,最大应力减小20 MPa,最小疲劳寿命增加5.888 7×10~5次,最大变形减小0.37 mm,达到了优化设计的目的。     

基于灰色预测与滑模变结构的ABS仿真分析

为研究汽车制动防抱死系统(antilock brake system,ABS)的超前性、实时性与鲁棒性,结合灰色预测和滑模变结构控制方法,提出基于灰色预测GM(1,1)模型与滑模变结构控制的ABS综合控制算法,建立仿真模型进行数据的对比分析.结果表明:相对于单滑模或bang-bang控制,灰色预测与滑模变结构综合控制方法使汽车ABS超前运行,缩短了制动时间与制动距离;有助于缓解滑模变结构方法自身带来的抖动缺陷.因此,灰色预测与滑模变结构综合控制方法有助于提升ABS的响应速度、实时鲁棒性与人体舒适性.     

PMSM馈能系统硬件在环仿真研究

为对电动汽车动力电机馈能效率进行研究,方便馈能效率的测量,提出一种基于滑模控制算法的PMSM(permanent magnet synchronous motor)馈能研究方法,即通过控制电动机的输入电压与电流来驱动相同性能的电动机发电。首先以馈能理论为基础,建立包含滑模变结构控制、空间矢量、PMSM等模块的PMSM馈能系统仿真模型,并进行离线仿真分析。结果表明:采用所提出的馈能方法可达到70%左右的馈能效率,具有一定的可行性。同时,建立PMSM馈能系统dSPACE硬件在环试验平台,对其进行硬件在环试验验证。试验结果表明:电动机馈能效率在60%~80%的范围内,与离线仿真所得结果较为接近。这不仅验证了所建立的馈能仿真模型的正确性,且进一步证明了纯电动汽车动力电机自身馈能在节能方面的可行性。所提出的馈能方法能够为目前现有馈能方式提供更多选择,硬件在环试验研究也能够为后续的PMSM台架和实车试验研究提供一些技术支持。     

基于改进型能量守恒SOC估算法的电动汽车三段式智能充电方式研究

为研究电动汽车安全、快速的智能充电方式,基于传统能量守恒法,考虑电池容量衰减和电池内阻损失对荷电状态(state of charge,SOC)估算的影响,提出改进型能量守恒SOC估算方法。对比分析几种传统充电方式,根据马斯定理确定最佳充电电流,提出以改进型能量守恒SOC估算法得到的SOC值作为判断依据的电动汽车三段式(小电流充电、脉冲充电、恒压充电)智能充电方式,并建立其仿真模型。结果表明:改进型能量守恒SOC估算法得到的SOC值要小于传统能量守恒法,其更加接近真实SOC值;三段式智能充电方式能根据电池组SOC值的变化智能地选择具体充电方式,实现了对电池的安全、快速充电。提出的基于改进型能量守恒SOC估算的三段式智能充电方式对当前电动汽车充电方式的研究提供了一定的参考价值,为智能充电方式研究效能的提升提供了一种可行方法,也为智能充电理论应用于工程实践打下基础。     

随机路面激励下车辆垂向振动微分几何解耦控制

分析车辆悬挂与非悬挂质量动力学耦合机理,建立装备被动悬架的整车7自由度非线性模型,利用微分几何方法对该非线性模型受到随机路面激励时的垂向振动进行解耦分析。经过解耦的非线性系统成为独立的互不干扰的线性子系统,悬架簧上质量的振动不受路面激励的影响。进行解耦前后仿真对比分析,结果表明:解耦后的车身垂向加速度、车身俯仰角和侧倾角的振动幅值和频率大幅衰减,验证了解耦算法的有效性。     

减速带及发动机联合激励下车辆混沌识别与智能抑制

针对非线性悬架车辆通过连续型减速带时,在减速带和发动机的联合激励下可能产生的混沌,以考虑发动机激励的车辆五自由度车辆模型为研究对象,通过车身Poincaré截面图和车辆系统最大Lyapunov指数对车辆在联合激励下产生的混沌进行识别,并利用基于粒子群算法搜索最优反馈增益系数的反馈控制对车辆混沌进行抑制。结果表明,车辆在各车速工况下均处于混沌状态,中低速工况下车辆进入混沌的途径是多频率激励下系统振动的耦合,高速工况下车辆由分岔途径进入混沌状态;利用粒子群算法搜索全局最优反馈增益系数的反馈控制能够有效抑制车辆混沌。揭示了非线性悬架车辆在联合激励下的混沌特性,为混沌的智能抑制提供一种新的思路。     

铝合金曲轴后端盖压铸模浇注与排溢系统优化设计

为满足某发动机曲轴后端盖铸件高质量的外观与密封要求,针对该铝合金零件进行了高压铸造模具的浇注与排溢系统优化设计。首先根据铸件形貌和尺寸特征进行浇道、内浇口和排溢槽的理论设计,随后采用ProCAST软件模拟高压铸造充型、凝固过程,对铸件的卷气、缩松、缩孔及组织进行预测分析。研究发现,方案1的平直型横浇道浇注方案,金属液冲击型芯容易产生紊流和飞溅,且设置在铸件中间和下部的排溢系统不能减少紊流,易形成裹气和大的缩孔缺陷;而方案2为钳形浇道,去除方案1铸件中部的溢流槽并将下部连通溢流槽改为两个,明显改善铸件内裹气和缩孔现象,确定方案2为最终方案。试模铸件外观质量良好,经X射线探伤发现铸件无裂纹,厚大缩孔位置与缺陷仿真预测良好吻合;金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察组织发现,铸件晶粒细小、组织致密,晶粒取向差小,内部应力小,与组织和应力仿真结果一致;能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)分析表明,铸件成分均匀,组织内部无杂质。本研究可为端盖类铝合金压铸件模具及工艺开发提供参考。     

新型电动汽车充电设施设计

随着人们环保意识的不断增强,电动汽车逐渐成为首选的出行工具。然而电动汽车充电设施的匮乏却成为电动汽车发展的一大瓶颈。为此,文中分析了电动汽车主要的三种充电方式,针对它们存在的问题,提出一种以大规模铺设在人行道和公路上的发电地板作为供电系统,以路灯充电桩一体化设施和无线充电井盖为电动汽车充电装置的新型电动汽车充电系统,具有低碳、节能、环保的优点,能够解决电动汽车充电设施便捷性和实用性方面的难题,对推动电动汽车未来的发展具有重大意义。