催化器非稳态数学模型的研究

讨论了现行催化器模型的缺点,提出了改进模型,改进的催化器模型考虑了工作过程的非稳态基本特征和催化过程与排气管中气体流动的相互作用。还对新模型的求解方法和求解结果做了分析     

汽车尾气催化器温度场的研究

为研究汽车尾气催化器在汽车启动过程中的温度场 ,建立了描述催化器内复杂物理化学过程的二维非稳态数理模型。利用热流体计算软件 Phoenics1.4对模型进行了稳态与非稳态的计算 ,分析了尾气流量、载体上贵金属活性中心表面积等对催化器温度场及其转化效率的影响。为验证模型的可靠性 ,在实际的发动机台架上研究了国产催化器内的温度场及其转化效率。研究表明 :加大尾气流量 ,增加载体上贵金属活性中心表面积等措施可加快催化器的起燃速度 ;但当催化器接近稳态时 ,尾气流量越大 ,催化器的转化效率反而越低     

汽车催化器工作过程的非稳态数值模型

针对现行催化器数学模型的缺点 ,考虑了工作过程的非稳态基本特征和催化过程与排气管中气体流动的相互作用 ,提出了改进模型 .该模型由一传热子模型和一流动子模型耦合组成 ,分别用有限差分法和特征线法求解 .计算结果表明 ,模型能正确地预测催化器工作过程及各参数变化规律     

利用三效催化器控制汽油机稀薄燃烧NOx的排放

为降低汽油机稀薄燃烧NOx排放,研究了采用三效催化器的控制策略,分析了三效催化器在略高于当量 空燃比的稀薄燃烧条件下对NOx转化效率急剧下降的原因,从而提出了在较高空燃比的稀薄燃烧条件下利用三效 催化器控制稀薄燃烧NOx排放的策略,并进行了试验研究．在对三效催化器储氧机理分析基础上,进一步提出了一 种在空燃比浓稀变换条件下利用三效催化器控制NOx排放的策略,该策略大大降低稀薄燃烧汽油机的NOx排放; 通过试验对浓稀循环数和浓稀比例进行了优化．结果表明,稀薄燃烧时NOx转化效率可达45％,稳态NOx排放可 降至200×10-6以下．     

柴油机非稳态燃烧的循环模拟

在非稳态燃烧过程中 ,发动机的转速、燃油喷射率和负荷在每一循环中均不相同 ,而且循环结束时的条件也不等于循环开始时的条件 ,所以不能用稳态模型研究柴油机的非稳态燃烧过程 文中以燃烧模拟函数为基础建立了柴油机非稳态燃烧的循环模拟模型 ,并开发了相应的计算程序 该程序可用来计算气缸压力、温度、空燃比等参数 试验和计算结果的对比表明 ,该循环模拟程序能较好地预测柴油机非稳态工作时的性能     

空气载能辐射空调混合通风协同运行研究

基于空气载能辐射空调房间内的稳态关闭门窗、非稳态开门及非稳态开窗3种工况的试验测量,分别建立3种工况的CFD(Computational Fluid Dynamics)模型,研究稳态和非稳态工况下空气载能辐射空调的热舒适性和结露特性.基于对非稳态开门窗工况的热力学分析,提出由温度协同方程、含湿量协同方程、PMV(Predicted Mean Vote)协同方程和空调能耗协同方程表示的混合通风协同运行模型.经过试验验证的CFD模型模拟结果显示,空气载能辐射空调在稳态和非稳态工况下室内人体头部与脚踝平面的垂直温差小于0.6℃,人体活动区域内的空气速度约为0.1m/s,稳态和非稳态工况中辐射孔板下表面分别存在厚度约为12cm和6～8cm的具有良好防结露效果的低温近壁边界区.将空气载能辐射空调开门窗工况试验结果应用于混合通风协同运行模型,分析了空调送风量和门窗开度对PMV和空调能耗的协同影响,提出了混合通风协同评价系数,得到不同门窗开度对应的最优空调送风档位设置建议.     

柴油机非稳态燃烧的循环模拟

在非稳态燃烧过程中,发动机的转速、燃油喷射率和负荷在每一循环中均不相同,而且循环结束时的条件也不等于循环开始时的条件,所以不能用稳态模型研究柴油机的非稳态燃烧过程。文中以燃烧模拟函数为基础建立了柴油机非稳态燃烧的循环模拟模型,并开发了相应的计算程序。该程序可用来计算气缸压力、温度、空燃比等参数。试验和计算结果的对比表明,该循环模拟程序能较好地预测柴油机非稳态工作时的性能。     

柴油机SCR后处理控制器的研发

基于某重型柴油机进行选择性催化还原(SCR)的后处理系统匹配,开发了SCR后处理控制器,采用高性能芯片MC9S12XEQ512进行了控制器硬件设计,并完成性能测试,对SCR系统控制策略进行了深入研究,利用催化器下游NO x传感器和废气流量计的测量值作为期望输出,采用有导师学习方式的BP神经网络开发了催化器上游NO x排放估算模型,并基于此模型设计稳态工况添蓝计量控制策略,提出了催化器载体瞬态温变滞后修正算法和瞬态工况NH3泄漏控制策略.结果表明:设计的SCR控制系统瞬态工况的鲁棒性好,NO x转化率控制在60%左右,NH3泄漏量最大值控制在2.5×10-5以下;设计的控制器应用到目标发动机,经ESC和ETC试验验证排放达到国Ⅳ标准.     

考虑胎体弹性的轮胎动态转向特性半经验模型

在现有的轮胎非稳态半经验模型和考虑胎体弹性的基础上 ,提出了一种轮胎非稳态转向特性半经验模型 .经过试验验证 ,在与汽车平面运动有关的低频范围内 ,理论值与试验值符合较好 .与已有的半经验模型相比 ,模型的物理意义更清楚 ,而且模型的精度得到了提高 .它便于在车辆动力学仿真中应用 .     

非稳态条件下轮胎侧偏特性理论,试验与仿真

从理论,试验和仿真３个方面对非稳态条件下轮胎侧偏特性进行了分析与综合,以印迹的侧向和纵向“入口／附着”条件为突破口,基于稳态条件下轮胎侧偏特性理论模型,建立了考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏物性理论模型,利用低速平板式轮胎力特性试验台,设计并实现了两种非稳态侧偏试验,得到了空间域和频域内试验数据,进而辨识出模型中的４个结构参数,根据理论模型的妆始积分表达式,导出了非稳态条件下轮胎在空间域内的仿真算     

面向液力变矩器负载的泵轮动态转矩估计模型

为解决传统液力变矩器泵轮转矩静态模型与其实际载荷特征的非关联性问题,实现液力变矩器在初始配置设计中与发动机的动态性能匹配,提出面向液力变矩器负载特征的泵轮动态转矩估计模型.在对现有液力变矩器模型分析的基础上,得出一元束流理论模型比质量弹簧阻尼系统模型更全面,其泵轮动态转矩考虑了液力变矩器的载荷特征,以此提出液力变矩器泵轮转矩模型的载荷波动项概念;通过基于控制变量法的载荷波动项解析,与全面流体动力学仿真试验结果的比较,证明了面向液力变矩器负载特征的泵轮动态转矩估计模型的有效性.该模型对液力变矩器在关联整机载荷特征的动态初始配置设计中具有较好的指导作用.     

新型全桥ZVSPWMDC—DC变换器的小信号建模及仿真

对软开关变换器的准确建模,可以正确设计软开关变换器的各元件的参数,使软开关变换器的性能得到进一步提高。本文结合新型全桥ZVSPWMDC—DC变换器的软开关工作特点,利用PWM开关等效模型,推导出了新型移相全桥ZVSPWMDC—DC变换器的小信号模型。并通过对小信号传函的幅频及相频特性分析,证明了这种模型具有物理意义清晰、计算简单等优点。     

零电压开关PWM变换器补偿网络的研究

对全桥零电压开关PWM变换器(ZVS-PWM)进行小信号分析,通过ZVS-PWM小信号等效电路模型,建立最优控制模型.通过举例对全桥零电压PWM开关电源的补偿网络参数进行最优化计算.仿真结果验证了该方法的有效性.     

Buck变换器混杂动态系统的能控性和能达性

尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念．首先建立Buck变换器的切换线性系统模型;然后根据该模型的特点,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理,并严格证明了Buck变换器的能控性和能达性;最后讨论了能控性和能达性与输出能控性的关系,指出能控性、能达性和输出能控性是一致的,同时对Buck变换器的能控性进行实验验证,结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器的输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和Buck变换器作为切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的．本文的研究方法也可用于其他功率变换器的能控性和能达性的研究．     

单相双向变换器的仿真建模研究

区分了开关函数概念与开关状态变量概念,依据黑箱方法和功率变换器的实际,划分了电压开关函数与电流开关函数.提出了根据开关函数概念和黑箱方法用Matlab/Simulink对双向变换器建模的一般方法和步骤,给出了单相双向电压源变换器的仿真模型,该模型可仿真双向变换器的各种种运行方式及其转换,并与Matlab/Simulink内置的变换器模型作了仿真运行对比,结果验证了所建模型的有效性、准确性.     

Zeta变换器的切换建模

针对Zeta变换器在建模过程中进行大量简化,使其模型描述不精确,或含有复杂的表达式,使得计算量大的问题,提出了一种同时适用于连续传导模式(CCM)和不连续传导模式(DCM)的切换建模方法。首先根据Zeta变换器的自身结构,推导了Zeta变换器的不同工作状态,并结合切换理论,分析了不同工作状态间的切换条件。其次,引入逻辑命题及等价转换原则,根据Zeta变换器的工作过程,将Zeta变换器在不同工作模态间的切换条件转换成约束不等式,从而建立Zeta变换器在CCM和DCM模式下的统一模型。最后,对运行在CCM、BCM(临界传导模式)和DCM模式的Zeta变换器进行了仿真实验,并与状态空间平均法及平均开关法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

矩阵式变换器励磁的双馈发动机系统建模与仿真

从交－直－交变换的空间矢量调制方法综合出矩阵式交－交变换器的开关控制规律，建立了矩阵式匀－交变换器的仿真模型；根据双馈发电机的数学模型和基于动态同步轴系的双通道多变量反馈励磁控制策略建立了双馈发电机的仿真模型和励磁控制模型，结合矩阵式交－交变换器的仿真模型构成双馈发电机系统的仿真模型；仿真研究了双馈发电机系统的稳态调节特性和暂态特性；仿真研究了双馈发电机感电势及定、转子电流谐波问题。     

歧管式催化转换器的流场分析及结构改进

建立了某催化转化器的流体力学模型,并利用CFD软件对原歧管式催化转化器和改进后的催化转化器的内部流场进行分析．模拟结果表明：改进后催化转化器的流场分布更加均匀,提高了歧管式催化转化器载体前端截面的气流分布均匀性指数和催化剂使用率,与此同时,改进方案还减少了歧管式催化转化器运行时的压力损失,在一定程度上提升了发动机燃油经济性和歧管式催化转化器的使用寿命．     

基于Hammerstein模型的DC/DC变换器建模方法研究

由于开关器件的存在,DC/DC变换器作为一种强耦合、强非线性的装置.可将静态非线性特性和动态线性特性分开考虑.提出了一种采用Hammerstein模型建立DC/DC变换器数学模型的方法.该方法从输入、输出信号的相关函数出发,采用m3序列作为输入信号,从而建立变换器的Hammerstein数学模型.最后,以CUK变换器为例,在Matlab/Simulink中通过仿真验证了提出的方法是有效的.