镍氢动力电池电荷状态估计算法仿真研究

基于所建立的镍氢电池等效电路模型,将模型的各物理量和状态量之间的关系表达成离散化的状态方程.然后利用电子负载实时测得电流、电压等数据,基于自适应滤波算法对镍氢动力电池的电荷状态(SOC)估计进行仿真计算.仿真计算结果表明,在系统模型噪声统计不准确,或者模型不精确的情况下,基于等效电路模型的自适应滤波算法依然可以进行系统的状态动态估计,具有很强的鲁棒性.最后,根据试验测试结果对滤波算法仿真得到的电池SOC进行了验证,达到了较高的精度.     

混合动力电动汽车控制策略的设计与仿真

在给定的道路循环下，考虑电池充放电平衡和发动机燃油经济性，提出了一种模糊逻辑控制策略。应用ADVISOR2002仿真软件建立控制策略模型，通过多种道路循环和不同的控制策略进行仿真分析。结果表明，模糊逻辑控制有较好的鲁棒性，能合理分配发动机和电动机的转矩，并保持电池SOC的变化在误差范围内。     

串并联个数和温度对光伏电池结电容的影响研究

研究光伏电池的动态参数对设计光伏发电系统相应后级控制器至关重要.从分析光伏电池物理机理出发,推导出光伏电池单体/模组/阵列的结电容与偏置电压之间的较精确表达式;在提取模型中等效串联电阻和饱和电流的值的基础上,使用LambertW函数推导出偏置电压与输出电压之间的显式表达式;采用工程数学模型结合本征载流子浓度表达式推导了结电容与温度的较精确关系式;分别在不同串并联个数和温度下对结电容的影响做了仿真分析.仿真结果与部分文献的实验结果相吻合,验证了理论的正确性.     

高超音速飞机模型的仿真研究

为了掌握高超音速飞机复杂的动态特性,提出了一种研究高超音速飞机模型的新方法.该方法采用MATLAB插值函数和S函数分别估算和建立高超音速飞机的气动参数及其六自由度的微分方程组,并在不同高度和速度下计算飞行的平衡点,然后通过比较平衡条件与约束条件,近似得到了整个飞行过程的飞行包线.仿真研究表明,该方法适合用在高超音速飞机模型上,仿真结果与期望要求相符合.     

多维数据插值算法及其仿真应用

在系统仿真中经常面对"黑箱"类型的仿真对象,其内部原理不透明但存在各种条件下的实验数据.这些数据虽然是离散和有限的,然而对其进行有效的插值计算可以获得对象在任意输入条件下的状态输出,从而建立其等效的仿真模型.研究提出了一种多维输入数据条件下的数据插值算法,并介绍了在作战仿真中装备性能仿真方面的应用.     

基于神经网络的并联式混合动力汽车控制策略

为提高并联式混合动力汽车的燃油经济性和控制系统的响应时间,应用神经网络实现控制策略.首先,结合逻辑门限控制策略和等效燃油消耗最小原理制定控制策略,并根据电池的荷电状态(SOC)进行调整.然后将调整后的策略在典型工况JA1015循环上实验,采集合理样本来训练对角回归型神经网络(DRNN),获得基于神经网络的控制策略.最后,在电动汽车仿真软件ADVISOR平台上进行仿真实验,仿真结果表明,采用神经网络的控制策略,提高了并联式混合动力汽车的燃油经济性,响应快,且具有通用性.     

动力电池组峰值功率估计算法研究

电池峰值功率估计对合理使用电池,延长电池使用寿命有重要的理论意义和实用价值,是电动汽车电池管理系统的重要功能.传统复合脉冲法不能进行电池动态工况下的峰值功率预估.提出了一种基于电池动态模型的多参数约束的峰值功率估计算法,并针对锂离子电池进行了动态等效电路模型的适用性分析,结果表明基于Thevenin模型的多参数约末峰.值功率估计算法能实时准确地估计电池动态工况下充放电能力,从而优化使用和保护动力电池.     

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑.根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了读变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象.当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示.对仿真结果进行了分析.输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围.从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证.     

双线系统双探头大电流注入等效强场电磁辐射试验方法

针对平行双线耦合通道线缆两端设备同时进行试验考核的技术需求, 开展了双线系统双探头大电流注入等效替代辐照试验方法的研究。以非线性响应系统为受试设备, 建立了辐照和注入这两种条件下受试设备响应的分析计算模型, 推导出了注入激励源电压与辐照场强之间的等效对应关系, 提出了双探头大电流注入等效强场电磁辐射试验的条件和方法, 并进行了试验验证。试验验证结果表明, 双探头大电流注入等效强场电磁辐射试验的方法可以排除双线系统两终端阻抗参数的影响, 同时使两端的响应在辐照和注入的条件下一致, 可以实现精确等效。     

基于MCMC方法的虚拟试验贝叶斯校准研究

虚拟试验利用计算模型研究复杂物理过程,并预测其性能.计算模型输入参数中通常包含部分固定但未知参数,可利用计算模型结果和少量有限的试验数据校准未知参数,并研究存在建模不确定性时虚拟试验的预测问题.提出了一种贝叶斯统计方法,采用高斯过程为仿真计算模型以及模型不确定性建模,利用Markov chain蒙特卡罗抽样方法计算校准参数和仿真模型预测后验分布.设计测试算例演示所提出方法的高效性.     

基于混沌免疫进化网络的电池荷电状态预测

在电动汽车运行过程中,常规方法难以准确预测电池的荷电状态,提出利用偏最小二乘回归分析影响电池荷电状态的诸多因素,选择端电压、电压一阶导数、电压二阶导数、放电电流以及电池温度作为神经网络的输入,以荷电状态作为输出,然后采用混沌免疫进化规划算法训练前馈神经网络预测电池荷电状态.在变功率运行工况下,通过仿真试验对比镍氢电池组实际荷电状态的和预测的荷电状态,验证神经网络预测的精度在5%以内.     

基于广义简约梯度算法的履带车辆模型参数修正

利用多体系统动力学软件RecurDyn建立了某型高速履带车辆的多刚体动力学模型。为提高模型的准确度,首先提出履带车辆动力学模型准确度静态和动态评价指标,使模型准确度量化;然后以模型主要参数为设计变量,以评价指标为响应进行归一化参数灵敏度分析,并根据分析结果确定模型修正参数;最后利用广义简约梯度优化算法分静态和动态两种工况对模型参数进行了修正。与实测值的对比结果表明,修正后履带车辆动力学模型的准确度明显提高,证明论文提出参数修正方法的可行性和有效性。该修正方法能够有效地提高履带车辆动力学模型的准确度和仿真结果的可信度,研究成果对履带车辆动力学建模与仿真工作具有重要的参考价值。     

基于小波变换的LMSV模型波动长记忆性估计与检验

将小波引入到LMSV模型波动长记忆性的估计与检验中，提出了基于小波变换的LMSV模型波动长记忆性的伪极大似然估计法和波动长记忆性的检验方法，用不同参数值和样本容量的数据进行了模拟实验．又用该方法对上海和深圳证券交易所综合指数收益序列的LMSV模型的波动长记忆性进行了检验和估计，结果表明该方法是有效且可行的．     

基于改进岭估计的飞行器背景磁干扰的建模与补偿

针对精度航空磁场探测中的飞行器背景磁干扰补偿,给出了模型化补偿的技术路线,建立飞行器磁干扰的21参数磁场模型,并对模型的复共线性进行了计算分析。基于岭估计对模型求解方法进行研究,采用基于时频尺度滤波器对学习数据进行预处理,滤除模型求解中的干扰因素,提出一种基于极值估计的最优岭参数确定方法。基于仿真数据和飞行试验验证了模型求解算法与补偿方法的高精度和稳定性。     

基于卡尔曼粒子滤波算法的锂电池SOC估计

基于UTS分容柜所测得的实验数据,建立了18650锂电池的三阶Thevenin模型。将扩展卡尔曼滤波算法(Extened Kalman Filter,EKF)作为粒子滤波算法(Particle Filter,PF)的重要密度函数形成了扩展卡尔曼粒子滤波算法(Extened Kalman Particle Filter,EKPF)。对于EKPF算法在重采样过程中存在的样本退化、多样性丧失的问题,提出了一种通过权值排序的优胜劣汰粒子选择算法。采用通过该方法改进的EKPF算法对所建立的三阶Thevenin模型进行电池荷电状态(State of Charge,SOC)估计,实验结果表明,改进EKPF算法的SOC估计精度优于EKF算法和PF算法的SOC估计精度。     

基于筛选配组应用的动力电池综合性能评价方法研究

动力电池作为电力储能和电动汽车的主要动力源,使用时需要串并联成组以满足电压、容量、功率等各方面的要求,而单体电池的综合性能是影响电池配组的重要前提.如何客观准确地评价单体电池性能,已成为当前电池筛选配组和成组应用研究的重点和难点.本文以大容量的能量型动力电池为评价对象,以功率、内阻、容量、极化、放电温升、充电温升、开路电压和自放电率为评价指标,基于德尔菲法分析各因素对电池综合性能的影响程度,给出各评价指标的权重值,基于灰色关联度模型对数据进行归一化处理和关联度测算,构建动力电池综合性能评价模型.以电池的实测数据为例,给出单体电池的评价结果.同时,基于三个不同使用路径下的电池性能评价结果,验证了综合评价方法的可行性.最后,本文提出的单体电池综合评价模型也为电池的成组使用提供了配组依据.     

基于双星定位系统的近地卫星定轨精度仿真

通过对测距误差特性的统计分析,建立了用于近地卫星精密定轨的距离和观测数据仿真方法,在此基础上构建了基于卫星动力学方程的精密定轨模型,设计了一种基于数值融合法的精密定轨改进算法和测距系统误差参数估计算法,并进行了六类仿真实验。仿真计算结果表明,基于一天的距离和观测数据仿真计算得到的近地卫星定轨精度可以达到15.98米,与利用其他精密定轨软件系统在相同仿真条件下得到的近地卫星定轨精度基本相当,但该算法避免求解状态转移矩阵,具有计算速度快,稳健性好等特点。     

联合定轨非线性模型估值的偏差修正算法

从理论上推导了联合定轨非线性参数回归模型估值的偏差与均方误差的表示方法,提出了一种基于迭代算法的参数估值的偏差修正方法。通过对联合定轨非线性半参数回归模型结构的分析,建立了参数估值的偏差与方差的近似表示公式,并设计了非线性半参数联合定轨模型估值的偏差修正算法。理论分析和仿真计算结果表明,联合定轨非线性回归模型估值偏差修正方法能够进一步改善卫星联合定轨精度,从实际应用角度验证了偏差修正方法的合理性和可行性。     

燃料电池汽车动力系统动态数学模型

建立了用于燃料电池汽车功率平衡控制算法设计的动力系统动态数学模型。该数学模型包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组。采用最小二乘参数辨识方法对模型中的未知参数进行了估计。基于所建立的数学模型通过设计线性二次型调节器建立了基于状态反馈的燃料电池汽车动力系统功率平衡控制算法。离线仿真和转鼓测试结果证明：所设计的控制算法达到既定的控制目标，从而证明所建立的动力系统数学模型用于控制算法的设计可行。离线仿真同实测数据对比证明：所建立的系统动态数学模型达到了较高的仿真精度。     

基于神经网络的反步自适应大机动飞行控制

针对飞机大机动飞行时模型非线性和参数不确定性的特点,提出了一种基于全调节神经网络的反步自适应控制方法。飞机模型不确定部分由全调节径向基函数(radical basis function, RBF)神经网络在线补偿,控制律及神经网络参数自适应律由反步法回馈递推得到,并利用一种自适应参数策略的混沌粒子群算法优化控制器固定参数,改善动态性能,最后通过加权伪逆控制分配方法得到最终控制信号。仿真结果表明：在较大的模型气动参数不确定及控制增益矩阵未知时,所设计的控制律仍能理想地跟踪飞机大机动指令飞行,神经网络参数估计误差指数收敛到有界紧集,系统具有快速的收敛性和良好的鲁棒性。