燃料电池混合动力船舶复合储能系统与能量管理策略优化

为优化燃料电池混合动力船舶的能量管理策略和复合储能系统容量参数,以某燃料电池混合动力船舶为目标船,在Matlab/Simulink环境中搭建含复合储能系统在内的混合动力系统与能量管理系统仿真模型,应用蚁狮多目标优化算法进行优化,并将优化后的混合动力系统性能与原船进行仿真比较.结果 表明,优化后的混合动力系统能够满足电力需求,改善电能质量,延长设备寿命.     

桥区航道船舶通过能力仿真

为合理分析计算桥区航道船舶通过能力,根据武汉长江大桥桥区航道船舶AIS数据及实测数据,分析船舶类型比例、船舶尺寸分布规律、船舶到达速度分布规律、船舶到达规律分布和船舶间时距等数据特征,利用VC编程生成仿真船舶交通流,并嵌入电子江图,实现数据的可视化输出.建立桥区航道船舶通过能力仿真模型,通过数据输出及分析处理,实现桥区航道船舶通过能力的分析计算,可为桥区航道规划设计及航道整治提供理论依据.     

船舶动力系统全生命周期绿色设计的评价方法

为缓解船舶对环境的污染,实现船舶动力系统的绿色设计,通过研究船舶动力系统全生命周期绿色设计流程,确定了船舶动力系统绿色设计系统边界,构建了船舶动力系统的全生命周期绿色度评价指标体系.在考虑评价指标之间相互作用关系的基础上,综合利用Delphi法和网络分析法,建立评价指标超矩阵并对之求极限,确定了船舶动力系统绿色度评价体系中各指标的综合权重.参照某现役船舶动力系统,对所提出方法进行验证,并针对不同绿色设计方案进行解释说明,为船舶动力系统的绿色设计评价提供了新的方法.     

四旋翼飞行器动力系统模型参数辨识实验研究

四旋翼飞行器动力系统是飞行器的重要组成部分,也是影响控制精度的重要因素。通常在动力系统建模时直接采用机理建模法,但在实际中动力系统的选用和安装都会影响到动力系统模型,故直接采用机理建模方法准确性不高。本文基于动力系统机理模型得到动力系统模型结构,然后在搭建的测试实验平台上完成了转速数据的测量,根据实验数据通过ARX模型辨识出动力系统的模型参数,建立出四旋翼飞行器动力系统模型并设计了PI控制器。通过系统仿真与实际测量验证,结果表明：对应用参数辨识后的四旋翼动力系统模型进行控制时,系统的快速性和稳定性都有明显的提高。     

协同仿真中的数据交换研究

给出了数据交换的数学描述,分析了产品协同仿真中数据的主要特点,在此基础上论述了协同仿真中各异构CAX工具软件之间的直接数据交换和间接数据交换.提出了协同仿真的数据交换策略:对于结构化的非产品模型数据采用XML进行数据交换;对于非结构化的产品模型数据采用XML和STEP相结合的方法交换.以车辆动力系统协同仿真中的应用为例验证了这种交换策略是有效的.     

混合动力汽车控制策略硬件在环仿真开发平台

为提高混合动力系统仿真的精度,有效开发控制策略,提出了一种硬件在环的混合动力系统实时仿真开发平台.建立了混合动力系统的动态模型,搭建了包含实车控制器的驾驶员硬件在环实时仿真平台.针对一款ISG混合动力汽车进行了仿真实验.结果表明,建立的实时仿真系统能比较准确地模拟实车特性,取得了良好的效果.     

大型商船分离型轮机仿真实验平台的设计

针对现有轮机仿真系统数据封闭、UI与模型耦合性强、模型利用率低的缺点,基于软件工程中的软件架构设计思想,采用UML建模、数学建模、计算机仿真、计算机通信、智能控制等理论与技术设计分离型轮机仿真实验平台.平台在机舱监测报警系统和三维虚拟机舱中得到应用.应用结果表明,仿真平台具有数据透明、数据点丰富、仿真模型可多次利用的优点.仿真平台可以在实验室环境下代替实船机舱所产生的数据,为船舶智能化、无人化研究提供了基础实验平台.     

大型低速柴油机工作过程建模与仿真

采用容积法建立了大型低速柴油机缸内工作过程的仿真模型,利用实测示功图对不同负荷下Vibe燃烧放热规律参数进行了优化计算．以MAN B＆W公司生产的6S60MC型船舶柴油主机为例,用Matlab／Simulink进行了缸内工作过程的仿真,并与台架试验数据进行了对比分析．结果显示,仿真模型的运行结果与实测数据基本吻合,仿真模型精确度很高．模型已用于船舶主推进动力装置的动态仿真中．     

人船一体系统模型复合控制的研究

为减少由于人的决策失误导致的海难事故,提高船舶操纵质量,提出应用于动态不确定性船舶运动的人船一体系统模型(ISSM).建立了ISSM的结构形式,给出了相关参考数据.依据驾驶员的学习和辨识能力,使ISSM适应船舶特性的变化,利用最陡下降法使ISSM误差平方和达到最小.对船舶航向控制的仿真结果表明,该模型可使船舶运动跟踪理想的航迹,最大限度地发挥船舶操纵的技术性能,从而获得优良的船舶操纵品质.     

纯电动大客车动力系统参数匹配与仿真分析

电动汽车动力系统参数匹配设计对整车性能有很大影响,根据整车基本结构参数和目标性能要求,确定动力传动系统各参数的具体设计计算方法,通过对电机、电池及传动系统参数的设计匹配与合理选型来确保整车动力性能和经济性能发挥到最优值.利用CRUISE软件建立纯电动城市客车动力系统仿真模型,根据模拟仿真结果对各性能指标参数进行评价分析,特别针对动力电池进行建模仿真,通过仿真得到的电池性能数据评价分析设计电池参数及选型是否满足要求.结果表明:设计的动力系统匹配方案能够很好地满足整车动力性能和经济性能要求,为纯电动大客车的匹配设计分析提供了新的思路,具有一定的理论指导意义.     

单模复合功率分流系统的建模与仿真

针对一款单模复合动力分流混合动力系统,分析了混合动力系统的主要工作模式和不同挡位的特点.在LMS/AMESim环境中建立了混合动力系统的关键部件物理模型,并通过应用程序接口与Matlab/Simulink建立的系统控制模型集成联合仿真模型.利用该联合仿真模型进行了整车经济性仿真,并与实际转鼓台架试验结果进行了比较.结果表明:混合动力汽车与基础车型相比综合节油率达到38％,建立的物理模型精度较好,与实车测试结果较为贴近,仿真误差均在5％以内,能够服务于系统优化和策略开发,减少了实际开发过程中的复杂测试过程,大大提高了开发效率.     

一阶船舶操纵运动模型动态仿真的研究

根据操纵性指数K、T与船舶旋回圈轨迹的关系 ,利用MATLAB的Simulink工具箱建立一阶船舶操纵运动动态仿真模型 ,实现了对船舶旋回圈的动态描述 .通过对试验样本仿真结果的定量与定性分析 ,验证了利用此模型仿真的可行性 .     

深水铺管起重船海上起重作业实时仿真

为满足海上起重作业视景仿真的数据需求,该文基于动力定位仿真系统提供的船舶六自由度实时数据和起重驾控台的操纵信号等多通道离散数据,构建了综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等影响因素的实时动力学模型.为降低累积误差,提高运算速度,采用布里斯近似积分法求解动力学方程.结果证明,该仿真系统在保证精度的前提下满足了实时性要求,有效地解算了被吊物的实时摆动姿态,为视景模型提供了基础数据.     

有限元仿真在船舶碰撞研究中的运用

结合实际碰撞案例,建立整船三维仿真模型,对船舶碰撞动力学过程进行有限元计算,分析得到船舶碰撞过程机理:船舶从碰撞接触到船体破损变形的时间很短,这一过程中船壳和骨架的破损并不同步;局部现象明显,碰撞区域变形很大,远离碰撞区域的变形几乎为零.仿真结果可以很好地模拟再现碰撞破损过程,与真实碰撞数据相吻合.这种定量地从船体结构角度研究船舶碰撞的方法,比以往定性研究船舶碰撞原因更具信服力,为研究船舶安全和海事调查提供了一种有效方法.     

基于Simulink的船舶运动模型动态仿真研究

为进一步研究船舶操纵性能,根据船舶旋回性指数(K)、追随性指数(T),建立船舶运动的一阶模型,利用Simulink对一阶船舶运动模型进行动态仿真,对船舶回转操作和Z形操纵的动态特性进行描述.对试验样本仿真结果进行的定量与定性分析表明,该模型是正确、可行的,对船舶操纵性试验研究具有实际意义.     

船舶总体装配制造物流仿真系统

针对船舶总体装配制造物流仿真的功能需求,提出了船舶总体装配物流仿真系统总体解决方案,进行了总体架构的设计,完成了工程化仿真流程的制定和船舶总体装配物流仿真模型的建立.依托可视化仿真软件QUEST建立了仿真运行环境,进行了系统实现,最后通过在船舶总体装配建造中的应用,验证了仿真系统设计的合理性.     

Y形分叉复式航道船舶交通调度优化建模

为解决复式航道中存在的船舶交通冲突,以天津港复式航道为原型,抽象出一种Y形分叉复式航道模型.基于该航道船舶交通流特点及航行规则,划定影响航道船舶交通的三个关键区域,分别构建航道入口处主、辅航道及航行模式分配模型,警戒区主、辅航道交通流转换模型及Y字航道口分合流模型,以船舶总等待时间最小为目标函数,建立复式航道船舶调度数学模型,并设计相应的遗传算法求解模型.基于船舶进出复式航道模拟数据,利用MATLAB进行仿真实验.经过航行连续性、安全性、调度高效性分析,验证了模型的合理性及算法的有效性,可为VTS管理人员进行复杂水域船舶交通管理提供辅助决策.     

船用柴油机均值模型建模及仿真研究

柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++语言建立柴油机平均值模型,并归纳通用的平均值模型建模标定校核流程;提出二元响应拟合的方法,解决了涡轮增压器特性参数处理困难的问题,并借助数学工具,获得了压气机主要工作区域内拟合精度较高的模型。完成模型开发后,分析了8组工况下的仿真结果,通过误差分析,验证了模型的准确性,丰富完善了柴油机建模理论和方法,可应用于实时控制模型的动态仿真或者实现与船舶动力系统的交互。     

电动汽车动力系统设计与性能仿真

动力系统决定着电动汽车的加速性能,爬坡性能和续航里程.结合电动汽车的工作原理介绍了电动汽车动力系统参数设计方法,具体包括电机设计、传动系统设计和电池组设计.以某电动汽车为例开展了动力系统参数设计.建立了基于ADVISOR的电动汽车性能仿真模型.对电动汽车的加速性能、爬坡性能和续航里程进行了仿真.仿真结果表明:该电动汽车0~96.6km/h的加速时间为7.1s,最大爬坡度为28.4%,续航里程为142km,动力性能指标满足设计要求.     

基于船舶运动的微波多普勒海面回波模拟与分析

根据船载雷达探测海面时的工作特点,深入研究走航状态下微波段电磁波与海表面的作用机理.根据线性波浪理论和船舶运动规律,建立了基于时变海面的船舶运动模型,并通过与实测数据对比验证了模型的有效性.采用小斜率近似法计算海面的电磁散射,仿真得到走航状态下微波段海面散射回波,并分析了不同船舶运动方式对回波多普勒谱的影响.通过采用空间海浪反演算法验证仿真结果,证明了回波模拟算法的正确性.结果表明船舶运动导致回波统计特征发生明显变化,该结论为船载平台下海面后向散射回波研究与海浪反演算法改进提供了先验信息与理论模型.