天然气/柴油双燃料发动机油气切换过程的优化控制

为避免双燃料发动机在由纯柴油工况向双燃料工况切换过程中出现的转速大幅度波动现象,在对控制系统硬件不作较大改动的前提下,改进软件算法实现油气切换过程的平稳过渡.基于能量守恒方程,建立了油气切换过程的控制模型.在PID子模型中,采用了神经元自适应PID控制模型实现参数的在线自调整.引入了最优控制中的二次型性能指标对神经元的权值进行调整.在试验台中应用此模型对稳定转速工况下(转速为1 810 r/min,发动机有效功率为其额定功率的25%)的油气切换过程进行控制,结果显示切换过程中的转速波动率小于1.6%,实现了油气切换过程的平稳过渡,提高了整机性能.     

船用微引燃双燃料发动机燃料模式切换

针对船用微引燃双燃料发动机燃料模式切换过程燃烧不稳定和转速波动大的问题,本文采用台架试验的方法,揭示了发动机不同燃料替代率时燃烧特征与性能,制定并验证了燃气喷射三段控制的燃料模式切换控制策略,分析了燃烧波动及切换时长等因素对燃料模式切换过程的影响.结果表明:随替代率升高,发动机各缸燃烧循环变动增大和一致性变差,至燃气模...     

基于有限时间扩张状态观测的HEV鲁棒复合协调控制

针对采用双行星排动力耦合机构的混合动力汽车（HEV）,研究其纯电动模式至混合动力驱动模式切换过程,为减小由发动机转矩波动和行驶工况扰动导致的模式切换动态性能恶化,提出了基于有限时间扩张状态观测的鲁棒复合协调控制策略。分析模式切换过程并建立各切换阶段的系统动力学模型,针对造成模式切换冲击的切换阶段,设计基于有限时间稳定理论的扩张状态观测器估计发动机转矩和负载转矩扰动,在此基础上,构建基于观测状态的前馈补偿策略,并设计基于状态反馈的鲁棒H∞控制器,从而实现模式切换过程的鲁棒复合协调控制。仿真结果表明：有限时间扩张状态观测器有效提高了对发动机和负载转矩扰动的观测精度,优化了发动机转速的控制效果,基于有限时间扩张状态观测的鲁棒复合协调控制策略可有效克服车辆外界扰动的影响,显著减小HEV模式切换过程的冲击度。     

燃气轮机燃料阀振荡影响简析

燃气轮机燃料阀属于DEH系统,是燃机转速和负荷控制的执行机构。因为工况和控制逻辑不同,机组在运行的不同阶段,燃料阀的性能对机组的影响程度也不相同。本文分析了燃料阀调试的大致步骤和不同运行阶段阀门波动对机组产生的影响,并给出一些运行和故障判断的建议。     

汽油/CNG两用燃料汽车燃料切换仿真研究

通过对汽油/CNG两用燃料发动机燃料供给系统控制策略进行设计,提出并建立了汽车后备功率与节气门开度的关系。以节气门位置信号作为控制信号,从后备功率的角度,选择适合的燃料切换点,在保证汽车行驶平稳的情况下,提高汽车在高负荷工况下的动力性。采用GT-power软件对汽油/CNG两用燃料汽车的燃料切换进行建模与仿真。仿真结果表明,随着节气门开度的增大,汽车后备功率减小,选择适合的工况点切换燃料,可使汽车后备功率显著增大,并保证汽车行驶平稳,为燃料切换的进一步研究提供了理论依据。     

基于UG和MATLAB汽车传动轴当量夹角的优化研究

根据某商务车底盘传动轴开发要求,利用三维软件UG建立其三万向传动轴仿真模型,分析了不同工况下的传动轴当量夹角变化及转速波动情况,并找出其波动变化较大的位置;再利用MATLAB软件编制当量夹角及转速优化程序,对其进行优化分析.优化结果表明,当量夹角在空载工况下提高了49.1%,满载工况下提高了19.6%,以及临界转速提高了6.2%,达到了优化目的,满足了性能要求,进一步改善了底盘运动学性能.     

论压水堆核电机组(M310)的主给水泵控制

M310压水堆核电机组源自法国设计,经改进后大规模运用于我国各核电厂[1].主给水泵(APA)为3*50%容量配制,正常运行时为两用一备,当运行泵脱扣时,备用泵自动启动,以维持主给水供应能力.在运行过程中,APA泵切换操作情况较多:定期正常切换、异常工况切换、升降功率过程中启停以及手动控制转速等操作.由于该泵的运行状态(流量、转速等)与SG液位控制息息相关,且泵的启、停、切换过程中均涉及到转速的手动调节,导致APA泵的相关控制操作较为繁琐.另外,APA泵转速控制系统由于采用"∑/3"环节,这也导致在操作过程中对手自动切换有一定的要求与规律.     

相继增压柴油机瞬态切换喷油策略

针对相继增压柴油机切换过程中存在的问题,提出了利用多目标进化算法对TBD234V12相继增压柴油机的瞬态切换过程进行优化设计.选取切换延迟时间内的循环喷油量作为设计变量,在功率和最大爆发压力的约束条件下,采用Sobol序列产生初始均匀种群,利用Pareto的非支配排序的方法对相继增压柴油机瞬态切换过程的喷油规律进行了优化,最高可以使相继增压柴油机切换过程中转速波动及碳烟排量分别降低88％和79％.通过对TBD234V12相继增压柴油机切换过程燃油喷射MAP图进行优化,达到了改善切换过程瞬态性能的目的.     

行星式混合动力客车的模型预测动态协调控制

行星式混合动力客车在驱动模式切换时会产生较大冲击度,以往基于PID的控制器在模式切换过程中无法有效保证车辆驾驶平顺性.基于此问题,利用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)可以在线滚动优化获得最优控制序列的特点,提出了一种基于MPC的动态协调控制方法,实现发动机的启动控制.依据整车动力学方程和实车历史数据,在Matlab/Simulink平台中搭建基于数据驱动的发动机模型和车辆闭环仿真模型,并将发动机启动过程视为受约束的多目标优化问题,根据系统状态空间方程和优化问题设计基于数据驱动的模型预测控制器,在纯电动模式向混合动力模式切换过程中,与传统基于PID的控制方法以及被动切换展开对比.仿真结果表明,在保证车辆动力性的前提下,相比于PID控制方法和被动切换,在模式切换过程中,基于MPC的动态协调控制方法不仅可以实现发动机的正常启动,还能大幅度降低峰值冲击度,同时使车辆良好地跟随目标车速.本文提出的模型预测控制器可以降低整车冲击度,保证车辆模式切换时的平顺性.     

混联式混合动力系统动态响应协调控制

为改善混联式混合动力汽车动态响应过程中系统性能降低的问题,建立各个动力源系统的动态响应模型以及耦合机构模型,提出采用多动力源协调控制策略.电机A采用专家PID控制,发动机采用虚拟速差控制,电机B采用基于模型的补偿控制,利用系统特殊耦合关系,减小动态响应过程中各状态量相对于稳态优化点的波动程度.仿真结果表明,提出的协调控制策略使动态响应过程的时间缩短,发动机、电机以及输出轴的转矩转速波动减小.多动力源协调控制策略显著提高了动态响应过程中的系统性能.     

模糊控制在飞机燃油系统试验流量控制中的应用

针对飞机燃油系统试验中大范围流量控制存在的切换过程流量波动问题，提出了一种多模态模糊控制方法。试验表明，这种方法可以有效地减小切换过程的时间与流量波动，取得良好的控制效果。     

蒙迪欧汽油/CNG两用燃料出租车开发

在长安福特蒙迪欧汽油车的基础上,匹配了先进的闭环电控多点顺序喷射燃气系统。采用了专用的燃气汽车控制策略及高精度的燃气系统关键部件,实现了全功况的下的空然比精确控制。对整车进行了完整精细的标定及道路可靠性试验。结果表明,整车的动力性、经济性和排放性指标均满足开发要求,已投入批量生产。     

汽油机燃料的改质

阐述了适应排放需求的汽油机燃料的特点及发展状况,认为要满足越来越严格的排放法规的规定,汽油机燃料的特性不仅满足发动机性能的要求,还要着重考虑发动机排污控制的要求,因此在汽油机燃料方面必须采取一系列改进燃料品质的措施。一方面,提高汽油的品质：如提高汽油的 辛烷值、使用无铅汽油、混合燃料等。另一方面,积极研究开发并尽快推广使用有前景的代用燃料：如甲醇、乙醇、压缩天然气和液化石油气等。同时,还对汽油机燃料在我国的发展前景进行了预测。     

F6L91 2 Q发动机电控柴油双燃料喷射系统试验研究

为改善柴油发动机的排放性能和实现柴油燃料的转换 ,开发了一种柴油 天然气双燃料电控喷射系统 .该系统采用电磁阀实现多点天然气的进气喷射控制 .针对F6L912Q柴油机设计的系统通过台架试验表明系统可改善柴油机的动力性和排放性能 .外特性平均燃料替代率超过 80 % .双燃料电控系统实用且可实现高天然气替代率工作 ,是改善发动机排放性能的有效方法 .     

不同气体燃料理化特性对发动机性能的影响

根据对氢、天然气、液化石油气、汽油和柴油理化特性的分析,以及试验结果,对气体燃料(CNG,LPG)发动机的性能进行了研究.结果表明:发动机性能很大程度上取决于燃料的理化特性.气体燃料发动机具有较好的排放性能和经济性能,气体燃料发动机动力下降的主要原因是单位体积的混合气热值较低.     

492QC发动机燃用天然气的实验研究

在不同的节气门开度、转速、空气燃料比、点火提前角等运转条件下,对改装的 ４９２ＱＣ天然气发动机和原发动机（燃用汽油）的扭矩、功率、天然气消耗量（或燃油消耗量）、空气消耗量等进行了测量．实验结果表明,当发动机由燃烧汽油时的工作状态直接变换为燃烧天燃气时,发动机的扭矩或功率下降非常大,在最大扭矩点约为燃烧汽油时的１７％;发动机燃用天然气时,与浓混合气条件相比稀混合气条件的扭矩在高速时较大,低速时较小,并且最大扭矩对应的转速较高;增大点火提前角,可使发动机燃烧天然气时的动力性得到改善,但这种改善是有限的．     

空间飞行器大角度姿态机动控制能量优化

空间飞行器姿态控制系统以开关式小推力器为执行机构, 为实现该飞行器在执行Rest-to-Rest大角度姿态机动任务的过程中消耗燃料最小化,从姿态控制律设计和姿态机动指令设计两方面出发进行能量优化.首先, 给出了空间飞行器6个脉冲式姿控发动机布局, 建立了用四元数描述的空间飞行器大角度姿态机动非线性控制系统的数学模型.在此数学模型的基础上,设计了一种空间飞行器三轴大角度姿态机动非线性PD控制律,并用Lyapunov方法证明了非线性姿态控制系统的稳定性.设计了三轴姿态控制中6个脉冲式姿控发动机的分配逻辑.为了配合开关式小推力器以脉冲宽度调制方式近似输出连续型控制量并减少燃料消耗,在非线性PD控制律中引入了3个开关门限,并应用粒子群与遗传算法优化选取这些开关门限.在Rest-To-Rest的大角度姿态机动指令设计中,提出了一种令欧拉角匀速变化的角速度和四元数指令规划方法,提高了姿态控制系统的瞬态响应品质,并相对于阶跃型指令明显减少燃料消耗.结果表明,数值仿真验证了非线性控制律的开关门限设计,以及Rest-To-Rest的大角度姿态机动指令设计在减少燃料消耗方面的有效性.     

Structure and Control Strategies of Fuel Cell Vehicle

The structure and kinds of the fuel cell vehicle (FCV) and the mathematical model of the fuel cell processor are discussed in detail. FCV includes many parts: the fuel cell thermal and water management, fuel supply, air supply and distribution, AC motor drive, main and auxiliary power management, and overall vehicle control system. So it requires different kinds of control strategies, such as the PID method, zero-pole method, optimal control method, fuzzy control and neural network control. Along with the progress of control method, the fuel cell vehicle‘ s stability and reliability is up-and-up. Experiment results show FCV has high energy efficiency.