基于多目标优化的矿用救援机器人动力匹配

目前,矿用救援机器人只有通过动力系统参数的合理匹配解决其在复杂恶劣的井下环境中无法随时补充能源及防爆电池组对机器人动力性能影响严重的问题。为此,提出基于多目标粒子群优化算法的动力匹配设计方法。该方法根据矿用救援机器人动力性能要求,确定了其动力系统参数匹配的优化目标和约束条件;基于履带行驶动力学,并考虑防爆电池组对机器人动力性能的影响,建立矿用救援机器人动力匹配模型,确定动力系统参数匹配多目标优化的决策变量;通过多目标粒子群优化算法确定了矿用救援机器人动力系统参数匹配的合理取值范围。通过试验与优化前的设计相比,机器人的总质量降低了24.36%,续航时间增加了1倍,进而验证了该方法能够有效、快速地解决矿用救援机器人动力系统参数的合理匹配问题。     

插电式混合动力系统匹配计算

随着混合动力电动汽车研究的深入,插电式混合动力正日益受到人们的重视。文章介绍了一款采用超级电容结合锂电池储能的12m插电式混合动力电动汽车的动力系统设计方案和匹配计算方法。     

PHEV动力系统匹配及控制策略研究

针对PHEV插电式混合动力系统存在的变速箱系统复杂庞大、动力系统集中在同一驱动轴上等问题,为简化变速箱,并将动力分布到前后轴,优化动力性能设计开发一种全新的插电式混合动力系统。研究的PHEV插电式混合动力系统采用单挡变速箱,简化了变速箱结构空间并降低了质量;三动力源分布前后轴,充分利用路面附着力来提高整车动力性。根据整车动力性能要求进行动力系统的参数匹配,在AVL Cruise软件中搭建整车模型。在保证动力性能的情况下以经济性最优为原则,在Simulink软件中编制整车驱动控制策略。进行AVL Cruise与Simulink软件的联合仿真,验证全新PHEV插电式混合动力系统与整车驱动控制策略能有效提高整车的动力性及经济性。     

混合动力技术在车辆工程领域的应用与研究现状

在以节能和环保为主题的当今社会,混合动力必然是未来一定时期内车辆领域主要发展的驱动技术。介绍混合动力系统的两种主要驱动形式,即油、电混合动力和液压混合动力,在简要概括各自结构特点的基础上,比较两者在应用侧重方向上的差异性;着重综述混合动力技术在乘用车辆、工程车辆、军用车辆和矿用车辆等几大车辆工程领域的应用和研究发展现状;最后,总结混合动力技术研发推广存在的难点,包括技术方案分析、参数优化匹配、系统控制策略和特殊工况要求等。     

国内叉车油电混合动力研究

近年,国内叉车销量快速增长,保有量已突破200万辆,其中70%以上为内燃叉车。内燃叉车实际使用工况范围大,动力系统难以高效匹配,使得发动机长期工作在非高效区,造成大量能量损耗,致使油耗高和排放差。利用油电混合动力技术,通过引入辅助电机,构造并联、串联或混联混合动力系统,可以有效改善工况波动对发动机的不利影响,提高燃油经济性,达到节能减排目的。概述国内叉车油电混合动力系统的结构特点、复合模式、控制策略和节能减排效果。     

一种水陆两栖车的增程式动力系统设计与仿真

以水陆两栖履带车为研究对象,采用增程式结构设计混合动力系统。基于设计参数和性能指标,通过汽车动力学计算得出满足设计条件的动力系统功率需求和扭矩需求,进而对动力元件选型与匹配计算。基于CRUISE汽车仿真软件,建立增程式结构的整车模型,并设置工况仿真和进行性能指标验证。所设计的增程式动力系统满足设计指标,整车的动力性较好,满足续驶里程要求。为后续进行的实验室台架试验奠定基础。     

国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013年度结题项目简介 基于随机动态规划的混合动力履带车辆双侧驱动与能量管理协调控制及优化

正项目负责人:邹渊(E-mail:zouyuan@bit.edu.cn)依托单位:北京理工大学项目批准号:509050151.项目简介以双电机独立驱动的混合动力履带车辆为研究对象和应用背景,从优化控制理论角度对履带车辆混合动力动态特点及系统控制设计开展研究。重点研究履带车辆混合动力驱动系统电耦合瞬态模型、最优化控制设计方法以及混合驱动系统参数与控制协同优化设计。研究表明,最优控制理论能够有效指导混合动力驱动系统控制优化设计。其中确定性动态规划获得理论     

基于ADVISOR的低速增程式电动汽车动力系统参数匹配与仿真

针对纯电动汽车存在的技术瓶颈,以动力性能指标和续驶里程为设计目标,对增程式电动汽车动力参数进行计算匹配,基于ADVISOR和Matlab/Simulink联合仿真平台建立整车仿真模型,为尽可能使仿真贴近实际情况,选用包括城市道路行驶和市郊道路行驶的ECE_EUDC车辆行驶循环工况,对匹配后的动力系统进行了动力性、排放性和续驶里程的仿真分析。结果表明,增程式电动汽车动力系统参数匹配合理,能够满足预期的设计指标,为实车的设计开发提供了理论参考。     

面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统参数优化匹配

由于动力系统参数匹配会影响纯电动汽车的动力性和经济性,针对新型双电机动力系统提出一种面向能耗的双电机动力系统参数优化匹配方法。基于新欧洲行驶循环工况对双电机动力系统进行参数初步匹配;进而基于工作模式的划分和双电机的动力分配,建立以电机功率、转速、传动比为变量,以比能耗和百公里加速时间为目标的多目标优化模型,并利用多目标粒子群优化算法对优化模型进行求解。优化结果表明,优化后的动力参数能有效提高电动汽车的动力性和经济性。     

基于液压混合动力车辆的蓄能器特性分析

结合液压混合动力车辆的实际运行工况,对蓄能器的工作过程和工作特性进行分析和研究。通过热力学分析并试验研究,得出蓄能器配置参数在液压混合动力系统应用条件下的影响规律。结果给出蓄能器配置参数与其输出参数关系,为液压混合动力系统蓄能器的参数匹配提供理论依据。     

插电式混合动力汽车选型和匹配研究

首先根据动力系统结构的不同,对各种插电式混合动力汽车进行归纳分析。然后综合最高车速、最大爬坡度和百公里加速时间需求,对插电式混合动力汽车的动力性进行选型和匹配分析;其次结合纯电续航里程、综合工况油耗和电机功率需求,对插电式混合动力汽车所需电池包进行选型和匹配分析;最后结合充电需求对插电式混合动力汽车的车载充电系统进行选型和匹配分析。     

倾转旋翼无人机混合动力系统的建模与仿真研究

为了分析油电混合动力系统的工作性能,以燃气涡轮发动机为基础,建立倾转旋翼无人机的油电混合动力系统模型。根据倾转旋翼无人机的工作特点,给出油电混合动力系统的功率配置方案,计算分析混合动力系统在倾转旋翼无人机典型飞行任务剖面下的工作性能,为后续研究倾转旋翼无人机的动力系统奠定基础。     

超大吨位履带起重机双动力系统匹配研究

对超大吨位履带起重机动力系统进行了研究,设计了双发动机的闭式液压系统,设计出了切换阀及整机液压系统,并对基于双发闭式系统的功率控制和管理进行了匹配,为我国超大吨位履带起重机动力匹配及液压系统设计提供了参考。     

并联混合动力系统参数匹配优化研究

混合动力汽车动力系统参数匹配对整车动力性和燃油经济性有显著影响。为了得到合理的动力系统参数匹配方案,采用车辆传统理论和经验公式对混合动力系统进行了初步匹配,然后基于正交试验理论设计了4因素正交试验对选取的部件参数进行优化,得到了一组最优参数组合方案。利用先进的汽车仿真软件AVL-Cruise的组件变量(Component Variation)功能,设计了9组DOE Plan仿真试验,对优化方案进行了验证和对比。结果表明:正交试验方法理论思路合理,实际可行,能得到准确度较高的动力系统参数寻优结果。     

增程式城市客车动力系统参数匹配与仿真分析

某款纯电动城市客车在山区城市运行中存在动力性不足、行驶里程短等问题。为了能增强其动力、增加其续驶里程,对其动力系统进行了结构分析和参数匹配,提出一种增强其动力供给的增程式匹配方案,将原纯电动城市客车改造为增程式城市客车。利用Cruise软件建立增程式城市客车整车仿真模型,采用恒温控制策略,对所匹配的动力系统参数分别在三种不同的工况下进行纯电动模式和增程模式的仿真分析。结果表明,改造后的增程式城市客车的动力系统参数匹配较合理,其动力性和行驶里程均明显提升。     

抢险救援车仪器布置设计与优化

为了提升抢险救援车仪器舱的设计质量,提高抢险救援车仪器布置设计的效率,提出了一种基于JACK的抢险救援车仪器布置设计与优化思路。该方法以险救援车仪器布置为研究对象,在分析险救援车仪器布置设计特点的基础上,运用人机工程学原理并结合计算机辅助人机功效仿真分析的特性,建立了运用JACK进行险救援车仪器布置设计与优化的目标和框架,并进一步研究了其中的关键技术。该方法和思路在某中型抢险救援车仪器布置设计与优化过程的实际应用中已取得了良好效果。     

油电混合动力挖掘机的关键技术研究

面对全球性的能源危机和环境污染,量大面广的挖掘机亟须在技术上寻求新的解决方案。油电混合动力技术采用发动机和电机复合驱动来改善发动机燃油经济性并可进行能量回收,是公认的节能减排最佳方案之一,已在车辆领域取得了卓有成效的进展。由于挖掘机与车辆在负载工况、能量回收途径、储能装置、操作性及可靠性等方面存在显著差异,须对挖掘机的混合动力技术开展专项研究。概述国内外、特别是浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室在动力复合模式与参数优化、动力系统控制、电动回转及制动能量回收、动臂势能回收及能量回收电机等油电混合动力挖掘机关键技术方面的解决方案及研究成果,并在研制的20 t混合动力挖掘机综合试验样机上得到充分验证。这些研究成果对油电混合动力技术在其他工程机械上的应用推广也具有重要意义。     

混合动力工程机械关键技术探讨

为了使工程机械取得更好的节能减排效果,通过对工程机械混合动力技术发展现状进行分析,并探讨了工程机械混合动力系统的关键技术,得出动力参数的匹配、能量的回收与控制及系统和关键元件的可靠性是影响混合动力系统性能的关键。     

混合动力现代有轨电车仿真系统研究

针对一类车载储能式混合动力现代有轨电车,考虑样车动力系统总成和控制系统优化的需求,介绍有轨电车的混合动力系统结构和工作原理,分析混合动力有轨电车系统的能量流和数据流,通过开发系统中关键部件的模型,建立基于"后向仿真为主,前向仿真为辅"混合仿真方法的混合动力现代有轨电车仿真系统。以某车载储能式混合动力现代有轨电车为研究对象,对其在一条规划线路上的运行过程进行仿真分析。仿真结果表明,仿真系统可根据不同动力系统的配置参数,快速的仿真计算整车的动力性能和储能系统的工作状态,满足了混合动力有轨电车样车研发的前期验证需求,为储能式有轨电车的零部件选型、参数匹配优化和控制系统的开发提供支持。     

油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究

为提高油液混合动力系统挖掘机的节油效果及操控性能,对某21 t油液混合动力挖掘机进行了参数匹配仿真研究。基于元件样本曲线及试验测试曲线,建立混合动力挖掘机数学模型和整机AMESim/Simulink联合仿真模型。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,确定了释放策略。利用AMESim/Simulink联合仿真,分析不同辅助马达与蓄能器参数对燃油消耗量的影响,并依此确定系统匹配参数。仿真对比分析了参数匹配后的混合动力系统与原系统动臂油缸下降速度、发动机输出扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率。结果表明,相对于原系统,节油率为12.5%,节油效果显著。