基于OPTIMUS的履带式混合动力车辆控制策略参数优化研究

针对控制策略参数优化中存在的问题,提出一种利用多学科优化平台OPTIMUS进行履带式混合动力车辆整车控制策略参数优化的新方法.首先基于优化设计的思想,建立履带式混合动力车辆性能优化问题的数学模型.然后采用自适应遗传优化算法,对优化问题进行数值求解.结果表明,优化后车辆在某特定工况下燃油消耗减少13.4%,说明该方法可以找到一组全局最优的参数,可以大大缩短控制参数的实车标定时间.     

混合动力履带车辆电机加热低温预热系统设计

针对混合动力履带车辆设计了一种利用驱动电机堵转生热进行加热的低温预热系统,该系统可以在不添加任何装置的前提下利用原有部件实现辅助加温,以满足车辆冷启动需求。通过计算流体力学数值计算得到预热过程中动力舱向外界环境的传热特性,并对仿真结果进行试验验证。结合动力舱各部件参数,利用MATLAB计算不同加热功率下达到预热目标温度所需的加热时间,并分析各加热过程中的能量损失情况。计算结果表明：满足预热时间要求的最低加热功率为70 kW,所需加热量为181 MJ. 结合动力电池的低温特性,通过加热功率计算选择电池的总容量,根据其低温放电率进行校核,最终确定在使用磷酸铁锂电池时电池容量至少为292 A·h. 针对混合动力履带车辆设计了一种利用驱动电机堵转生热进行加热的低温预热系统,该系统可以在不添加任何装置的前提下利用原有部件实现辅助加温,以满足车辆冷启动需求。通过计算流体力学数值计算得到预热过程中动力舱向外界环境的传热特性,并对仿真结果进行试验验证。结合动力舱各部件参数,利用MATLAB计算不同加热功率下达到预热目标温度所需的加热时间,并分析各加热过程中的能量损失情况。计算结果表明：满足预热时间要求的最低加热功率为70 kW,所需加热量为181 MJ. 结合动力电池的低温特性,通过加热功率计算选择电池的总容量,根据其低温放电率进行校核,最终确定在使用磷酸铁锂电池时电池容量至少为292 A·h.     

履带式混合动力车辆能量管理策略与实时仿真

履带式混合动力车辆的动力性和燃油经济性的优劣在很大程度上取决于能量管理方法。根据车载能源输出特性和车辆行驶功率的需求,提出了一种发动机负载功率跟随和电池组功率补偿的能量管理策略,并给出了发动机、电池组和驱动电机等被控制对象功率平衡的实现方法。同时在dSPACE中搭建了“驾驶员-综合控制器”在环的履带式混合动力车辆能量管理实时仿真平台,进行了基于驾驶员真实输入的实时仿真研究。仿真结果表明,发动机沿最佳燃油消耗曲线工作,动力电池及时功率补偿,并能较好满足车辆最高车速、B/2转向等机动性所需功率变化,实现了车辆机动性和燃油经济性的良好匹配。     

并联式混合动力汽车再生制动控制策略仿真研究

基于Cruise和Simulink联合仿真平台,建立了并联式混合动力汽车模型;设计了其控制策略,对并联式混合动力汽车的能量再生制动进行了仿真.仿真结果表明:所制定的制动控制策略,在选定制动项目下,能够在保证安全和兼顾平顺性的前提下,较多地回收制动能量.     

混合动力汽车控制策略研究

以某中度混合动力汽车为研究对象,在MATLAB/Simulink中搭建整车正向仿真模型,按照动力性和经济性要求设计基于规则的逻辑门限控制策略和操纵换挡控制策略,实现混合动力多种工作模式的协调控制.仿真结果验证了控制策略的有效性,节省油耗,满足混合动力汽车控制要求.     

串联式混合动力客车控制策略优化

混合动力客车通常包含发动机与蓄电池组两种动力源,如何对其输出功率进行分配,使系统总能耗达到最小是控制策略中需要关注的问题.针对客车行驶的特点,结合行驶工况的主客观识别,运用动态规划的方法对车辆动力系统中各部件的需求功率进行分配,并进行了系统仿真.仿真结果表明,与开关控制策略模式相比,该方法能够有效提高混合动力汽车的燃料经济性.     

电传动装甲车辆混合动力总成的联合仿真

混合动力的建模仿真技术是混合动力系统设计过程中的一项关键技术。针对现在一些混合动力系统仿真软件在模型建立、仿真精度等方面存在的一些问题,使用Simulink和Simplorer两种商业软件搭建混合动力动力总成系统的仿真模型,实现了多学科领域之间的联合仿真。在此基础上对混合动力动力总成系统模型进行了初步仿真试验,证明所搭建的模型能够较好地反映出电传动动力总成系统的动态响应特性。     

混合动力车辆动力系统建模与仿真

以并联式混合动力车辆为研究对象,基于MATLAB／Simulink软件,建立了发动机、电动机、蓄电池以及整车仿真模型,制定了整车控制策略．仿真结果表明,应用该策略对发动机与电机间的功率输出进行协调控制,能明显提高整车燃油经济性,并能够维持SOC在规定的工作区间变化．     

高原环境条件下的柴油机起动过程试验研究

柴油机起动性能是柴油机的重要性能指标,高原环境对柴油机起动过程产生重要影响。为了研究高原环境对柴油机起动过程影响规律,针对某型12缸柴油机分别在高原和平原地区进行实车起动试验,对起动过程的气缸压力、上止点和瞬时转速进行测量。结果表明,高原环境下柴油机起动时间更长,转速波动更大,双峰燃烧比例更多。对起动过程进行逐循环燃烧分析,发现在高原环境以曲轴转角计的滞燃期更大,燃烧更加滞后;与此同时,在同等的转速水平下,在高原环境以时间计的滞燃期更长。     

基于粒子群神经网络的黑索今基混合炸药大隔板试验冲击波感度预测

应用粒子群神经网络模型对黑索今（RDX）基混合炸药冲击波感度的大隔板厚度值进行预测以减少试验量,节约试验成本。选取具有不同密度、空隙率、装药方式、RDX含量等特征的41组 RDX基混合炸药,考察炸药实际密度、空隙率、RDX和附加物含量影响因素,通过分析它们与大隔板厚度值的非线性关系,建立大隔板厚度值与上述4个变量之间的粒子群算法优化神经网络模型,采用100进化次数,40种群规模进行计算。计算与试验结果表明：4个变量与大隔板厚度值之间的映射模型良好;模型预测值与试验值吻合良好,相对误差在10%以内。该粒子群神经网络模型预测值对RDX基混合炸药大隔板试验具有一定参考价值。     

电传动装甲车辆混合动力系统功率流控制策略

针对一种串联式电传动装甲车辆混合动力系统,制定了多算法联合的多动力源系统功率流控制策略,由不同的控制算法实现不同的控制目标。利用小波变换算法分离负载需求功率中的高频分量和低频分量,分别分配给超级电容和具有较低输出截止频率的动力源,实现负载频率特性与动力源输出特性相匹配。采用模糊控制算法实现了电池的荷电状态工作范围的优化控制,设计了基于系统效率最优的负载需求功率低频分量的二次分配策略,实现了负载需求功率低频分量在发动机-发电机组和电池间分流时的系统瞬时效率最优控制。仿真分析和实车试验结果表明：所设计的功率流控制算法实现了对多动力源系统的多目标优化控制,达到了预期的控制目标,可应用于电传动装甲车辆混合动力系统的功率流控制。     

永磁同步电机控制系统带过调制的弱磁控制策略研究

永磁同步电机控制系统在实际应用中,复杂多变的工况对电机的响应需求是不同的。为了拓宽电机控制系统的调速范围,且满足系统对转矩响应能力和大转矩输出特性的要求,在弱磁控制策略的基础上引入过调制方法,将其应用于永磁同步电机控制系统,并进行仿真和实验研究。结果表明,相比于无过调制的弱磁控制策略,带过调制的弱磁控制策略能使系统在调速过程中充分利用直流母线电压,从而提高了转矩响应和大转矩输出能力,缩短了转速响应时间,同时电机的工作效率符合应用要求。     

气体与液体混合驱动导弹快速起竖系统研究

为提高导弹起竖速度,提出气体与液体混合驱动起竖方式,建立了高压气瓶、活塞式蓄能器、2级液压缸、气体节流阀、液体节流阀的数学模型,完成了蓄能器驱动和高压气瓶驱动起竖的仿真研究以及气体与液体混合驱动快速起竖实验。研究结果表明：两种气体与液体混合驱动方案均可实现30 s内完成起竖;蓄能器驱动方案的控制方式简单,但蓄能器内压力较高,其体积和质量较大,过多能量消耗在加热液体上,适合轻载系统;高压气瓶驱动方案分别控制气体和液体,提出了复合控制方式,起竖前段对气体进行节流降低压力,能量损失较小,起竖后段对液体进行节流,完成负载的制动;实验结果与仿真结果的偏差满足要求,位移偏差在18 mm内,压力偏差在负载起动、制动和多级缸换级时较大,应采取缓冲措施以保证平稳快速起竖。     

机械式自动变速器重型军用轮式车辆坡道起步控制策略研究

针对机械式自动变速器(AMT)重型军用轮式车辆坡道起步的问题,提出了车辆坡道起步控制策略。通过对试验车辆坡道起步过程进行动力学分析,结合发动机转速特性曲线,提出了基于油门开度、发动机转速和发动机转速下降率来估算离合器传递转矩的思想,并确定了驻车制动释放的条件。在试验车辆AMT系统硬件条件的基础上,设计了离合器的控制策略并编写了控制软件。分别在不同坡道上进行了多次试验,均取得了理想的效果。试验结果表明:研究过程中所提出的理论和方法正确,可实施性强,能够很好地满足AMT重型军用轮式车辆在不同坡道上的起步要求。     

侵彻引信计层起爆炸点控制实物模拟实验方法研究

针对硬目标侵彻引信实验室实物模拟实验,提出了利用多次冲击实验机对硬目标侵彻过程进行模拟实验方法的研究。介绍了硬目标侵彻引信的计层数策略,讨论利用冲击过程模拟侵彻过程加速度信号的可行性,设计了模拟实验系统并针对某型号侵彻引信进行计层数起爆模拟实验。通过与靶场试验曲线的对比,验证了该模拟实验方法的可行性,可较全面地检测引信起爆控制算法的准确性,以及引信活动部件动作的可靠性;但冲击峰值较低,冲击间隔较长,需要做进一步的研究和完善。     

混合动力车电能量流表征及能量管理方法研究

由于混合动力车辆中的电系统结构复杂,多个部件存在多向的电能量流动耦合关系,同时在多向的电能量流动过程中需要克服不同的交直流阻抗,所以需要研究电能量流表征和优化管理方法.在建立电能量流复杂耦合系统模型的基础上,通过研究在复杂载荷条件下单电池荷电状态变化规律,成组电池电能损耗稳态、瞬态变化规律,辅助能量单元效率变化特性和负载系统在不同模式下的稳态、瞬态能耗规律,提出了电能量优化的管理方法.硬件在环试验结果表明,该方法在一定程度上提高了电池组的寿命,也提高了车辆的燃油经济性.     

车辆馈能悬挂系统滑模控制及能量管理策略研究

针对车辆传统主动悬挂系统高能耗的问题,以半车为研究对象,建立了一种4自由度馈能式悬挂系统;为解决馈能式减振器主动控制与能量回收不能并存的问题,设计了一种新型馈能式减振器,采用其力发生器进行主动控制,同时可用其馈能器回收能量。依据车辆典型行驶条件给出了基于控制执行率的车辆悬挂系统能量管理策略,以综合考虑馈能式悬挂系统的振动控制与能量回收。仿真分析与实车试验分析表明：与被动悬挂系统相比,所建立的基于滑模控制的馈能式悬挂系统的综合性能改善了22.7%,说明了该馈能式悬挂系统振动控制的有效性;依据行驶路面及行驶速度划分3种典型车辆行驶条件可以用来作为控制执行率实施大小的判别条件。     

Research on Hybrid Power System with Dual Stator-winding and Its Decoupled Control Strategy

For the bi-power system adopted widely in future armored vehicles,a hybrid power generator with dual stator-winding was proposed.Its structure and working principle were analyzed first,and its main parameters were determined and verified according to the power requirements.The system’s mathematical model was established,and a decoupled control method was put forward on the basis of the instantaneous reactive power theory.For the voltage building-up,a voltage control strategy was designed on the basis of mixed reactive power compensation to implement stabilized 28V and 270V outputs simultaneously.The simulation results show that the stabilization accuracy and disturbance rejection ability of the system are improved much more than other ordinary generators.