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。     

基于兰切斯特方程的装甲战斗车辆作战能力需求生成方法

针对装甲战斗车辆作战能力需求主要依靠经验法确定的现状,对兰切斯特方程进行了改进,提出了用于装甲战斗车辆作战能力需求生成的方法体系,建立了较为全面、可行的装甲战斗车辆作战能力需求生成模型,并在应用模型解决实际问题方面进行了相关探索。研究成果对装甲战斗车辆型号的科学、持续发展具有一定的现实意义。     

战斗车辆计算平台技术体系结构研究

战斗车辆计算平台是一种全新的车辆计算与控制体系结构,是战斗车辆的控制与计算核心.提出了战斗车辆计算平台的概念,分析了战斗车辆计算平台的技术体系结构、计算平台的控制模式及其特点.最后指出了战斗车辆计算平台的应用前景及面临的挑战.     

基于分层控制的混合动力车辆实时能量管理策略

针对混合动力车辆中多动力源协调控制困难、燃油经济性不佳的问题,提出了一种基于分层控制的实时能量管理策略。通过分析车辆混合动力系统的部件特性,对不同动力源进行了数学建模;采用小波滤波层将负载需求功率分频为高、低两个部分,并将高频功率分配给超级电容等功率型动力源,将低频功率作为模型预测控制层的参考输入,以燃油经济性、电池荷电状态和母线电压为优化目标,求解柴油发电机组和动力电池组等能量型动力源的功率指令,依托dSPACE和RTLAB硬件在环仿真平台对能量管理策略进行验证。结果表明:在复合城市排放循环测试工况下,所提出的分层能量管理策略比基于模糊规则的能量管理策略燃油经济性提升了13.05%,比基于单一模型预测控制的能量管理策略燃油经济性提升了5.79%;分层能量管理策略下,能量型动力源的目标功率变化更加平缓,功率型动力源介入工作更加频繁,证明了该能量管理策略在提升燃油经济性和发挥动力源特性方面的有效性。     

液压制动能量再生系统研究及仿真

着重研究利用液压系统回收制动能量用于起步,以提高车辆的经济性和操控性。通过分析蓄能器、变量泵/马达排量等关键参数,基于AMESim建立液压储能式制动能量再生系统车辆模型,对车辆的制动和起步工况进行仿真研究。结果表明:该系统具有制动效果,且能够利用制动能量的再生实现车辆起步。     

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。     

基于FL算法的燃料电池轻卡能量管理策略

能量管理策略是燃料电池轻卡动力需求与控制的重要组成部分.为了实现整车需求功率的合理分配，使各动力源工作在高效区间内，提出了基于模糊逻辑的能量管理策略.在实际运行工况条件下，通过Matlab/Simulink仿真软件建立车辆模型并设计模糊逻辑控制策略，最后用车辆模型进行仿真验证.结果表明，在CHTC-LT工况情况下，模糊逻辑的控制策略要比功率跟随控制策略氢耗量降低了10.74%,提高了车辆的燃油经济性.     

混合动力车辆机电复合驱动技术综述

机电复合驱动系统的机械桥和电驱桥可独立驱动或协同驱动车辆,能有效解决超大型发射平台发动机功率不足和现役发射平台动力性提升以及行驶可靠性提高等难题.文中论述了混合动力车辆的分类及混合动力驱动构型的特点和优势,分析了机电复合驱动车辆能量分配控制、协调控制及稳定性控制的研究现状,总结了整车能量控制、稳定性控制和驱动电机及其控制等关键技术及其发展趋势,分析了车辆机电复合驱动技术的应用前景.     

能量回馈式主动悬挂系统研究

提出了一类新的主动悬挂系统——能量回馈式主动悬挂系统,其特点是在对车辆进行减振的同时,将车辆的振动能量吸收,转化为电能贮存起来,并可将存贮的能量用于执行器产生主动控制作用力,克服了主动悬挂耗能大的缺点.以四分之一车模型为例,首先阐述了能量回馈式主动悬挂的基本结构和原理,然后用自校正控制方法进行了仿真,仿真结果表明系统在实现主动减振的同时还能反馈能量.     

陆战平台综合电力系统及其关键技术研究

针对地面战斗平台电驱动、电武器、电防护以及其他多用电任务剖面需求,提出了陆战平台综合电力系统的理论构架,对系统概念、功能与特点进行了界定,并构建了一种基于多驱动特性能量源的系统分布式体系结构。在此基础上,以“系统容量”和“电能质量”为纽带,系统分析了能量源匹配计算、功率变换装置设计、能量分配与优化控制以及电能质量分析与管理等关键技术。研制了系统样机并应用于工程实践,为加快推进陆战平台全电化技术发展提供能源支撑与技术借鉴。     

智能仿真在军用UUV装备体系研究中的应用

根据基于水下网络战的多无人水下航行器(UUV)集团攻击作战研究的需求,在分析从面向对象仿真到面向智能仿真技术发展的基础上,给出了军用UUV智能建模和仿真目标,包括专家系统识别、智能控制决策、作战指挥流程和战法研究等,指出了因智能仿真技术的引入使得多UUV武器装备体系的研制仿真和战术级层次上的作战仿真这2种仿真系统在形式和内容上正趋向一致,并初步构建了一种基于多智能体系统(MAS)的UUV编队作战仿真系统,为军用UUV智能仿真及其作战效能评估提供了技术支撑。     

基于越野工况预测的混合动力履带车辆能量管理策略

针对越野环境下混合动力履带车辆能量管理问题,设计了一种基于越野工况预测的能量管理策略。使用车载传感器测量车速、车辆姿态角,基于支持向量机进行路况分类,建立越野路况识别模型;针对不同的越野路况,基于马尔可夫链利用历史行驶车速和加速度建立速度预测模型;以某混合动力履带装甲车辆为对象,设计模型预测控制策略进行能量管理控制。研究结果表明,所提出的能量管理策略能够完成越野环境下履带车辆能量管理控制目标,有利于改善混合动力履带车辆性能。     

两栖装甲车辆海上射击时机把握及时间控制研究

由于受海上特定条件的影响,两栖装甲车辆海上射击与陆上射击有很大不同。因此,采取正确的方法实施射击是提高两栖装甲车辆海上作战能力的关键。根据海浪及车体的运动规律,结合两栖装甲车辆火控系统的特点及作战人员海上实际操作控制能力,定量与定性分析相结合,提出一种新的两栖装甲车辆海上射击的方法,便于把握两栖装甲车辆海上实施射击的时机和节奏,从而更好地提高两栖装甲车辆海上射击的效率。     

基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制

针对底盘运动和路面起伏对地面无人战车行进间跟瞄带来的非线性干扰问题,提出一种基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制方法。该跟瞄控制方法由主控制器与补偿控制器两部分构成,主控制器利用PID控制算法结合当前跟瞄误差得到主控制量,补偿控制器利用Dueling Q网络强化学习算法对战车当前状态和局部规划路径附近的路面起伏信息进行处理得到补偿控制量。建立地面无人战车一体化运动学模型,对基于强化学习的补偿控制算法进行阐述;基于V-REP动力学软件在三维场景中进行仿真验证。实验结果表明：基于强化学习补偿的跟瞄控制方法对底盘运动和路面起伏具备较好的自适应能力,有效地提升了无人战车行进间跟瞄的准确性与稳定性。     

Research and Development of Engine-Generator Set Control System for Tracked Vehicle Electric Transmission System

As an energy generating equipment, the engine-generator set supplies power to the electric transmission. Therefore, its control is one of the key technologies of electric vehicles. Based on the discussion about the demands to the engine-generator set in tracked vehicles, the detailed function of engine-generator and the control strategy are determined. The hardware and software of the control system are also developed and tested in a prototype vehicle. The experiment results show that the control system has good reliability and can satisfy the power requirements of vehicles under all operating conditions.     

特种车辆机电管理系统架构的研究

随着特种车辆技术的迅速发展,特种车辆机电系统所采用的技术正发生着巨大变化,对于新一代的特种车辆需求而言,传统的各自独立的机电功能系统在整体上集成度低、控制功能单一、离散、缺乏对系统的有效监控和管理,同时保障费用高、维修性差、故障弱化水平低.因此,提出了特种车辆机电一体化综合管理系统的设计思想,即:根据机电系统在新一代特种车辆中承载的任务需求,采用一体化、综合化、智能化、信息化的设计方法,实现电能合理有序流动,以确保电网动态供电平衡及关键负载和重要负载的不间断供电;对机电管理系统的用电设备实施有限的管理和控制,以确保任务系统的正常工作;对配电设备和配电网络实施有效保护,以确保用电安全.     

作战能量传递函数构建方法及应用研究

作战实验是分析战争制胜机理的有效手段。针对作战实验中作战指挥建模及定量分析的需求,提出了面向作战指挥控制的作战能量（简称战能）传递函数构建方法。将实际作战过程转变为能量积蓄和释放过程,综合考虑作战布势、装备能力和指挥行为,分析了信息能力、攻击能力、指挥控制能力、保障能力和指挥行为等战能传递要素。采用模糊推理方法构造战能传递函数,将作战领域知识及指挥信息纳入到模糊推理规则中,建立了作战复杂系统变系数的线性微分方程,为实现作战进程有效控制提供一种新的解决方案。该方案已在某装备作战实验推演中得到应用,结果有效可靠。     

基于轨迹规划与CNN-LSTM预测的履带式混合动力无人平台能量管理优化

混合动力能量管理策略是混合动力系统的关键技术之一,对整车效率和燃油经济性等综合性能起到决定性作用。对于履带式混合动力无人车辆,其复杂的行驶工况对能量管理策略提出更高要求。在传统工况预测方法的基础上,提出一种基于无人驾驶轨迹规划的卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型。针对系统状态变量与控制变量搜索范围广、计算量大的问题,优化动态规划算法以获得最优控制序列;设计模型预测控制方法实现能量管理优化控制;通过实车试验进行验证。研究结果表明,采用卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型比基于规划速度的直接预测模型的精度提高了3%;基于该模型预测控制的能量管理实时优化策略,比基于传统多步神经网络策略的等效燃油消耗量减少了3.9%,改善了整车燃油经济性。