发动机特性建模方法的选择

发动机特性模型的建立是进行汽车动力性和燃油经济性仿真计算的基础，模型是否精确对计算结果有很大的影响。本文列举发动机特件建堪的几种数值计算方法，并结合某种类型的发动机对各种建模结果进行分析比较，选择出最优的建模方法。     

某客车动力总成匹配优化计算

文章利用AVL公司热力学软件BOOST,对发动机调整增压器后的发动机性能进行模拟计算,预测了经过增压器调整后发动机的扭矩性能的提升,利用AVL整车匹配软件CRUISE,对优化前后的2组发动机和现有的2组后桥进行交叉匹配计算,根据4种方案的计算结果,按照整车动力性、经济性的要求选择出最优的组合方案,从而提升整车的性能.     

气口参数对二冲程重油发动机扫气性能的影响

利用三维计算流体力学(CFD)软件Fluent对航空用二冲程重油发动机的扫气过程进行模拟。研究气口仰角、流通面积及开启时刻对与发动机容积效率和扫气损失的影响。在保证发动机容积效率的前提下尽可能地减小扫气损失,并推迟排气口的开启时刻。以发动机整机性能最优为目标,确定最佳的气口参数组合,为发动机整机设计提供理论依据。     

先进战术战斗机推进系统循环参数优化研究

本文对有超音速巡航任务和没有超音速巡航任务段的先进战斗机推进系统的循环参数进行了最优化计算和分析对比，并分别研究了超音速巡航距离，发动机全寿命期费用和发动机部件效率对发动机最优循环参数选取的影响。     

固冲发动机高空模拟引射器设计与试验研究

该文针对固冲发动机排气压强低、流量小的特点,利用流体力学相关理论与方法,通过分析高空试验环境,探讨了主被动引射器的工程设计和性能计算方法,确立了最优的高空模拟试验方案.依据该方案建立了固冲发动机高空模拟主被动引射器试验装置.对某发动机的试验测试表明,该试验装置达到了预期的20 km高空模拟的要求,验证了设计和计算方法的正确性.     

双转子电动机动力耦合系统中发动机的控制方法

为了解决双转子电动机动力耦合系统内发动机的控制问题,基于双转子电动机动力耦合系统的结构与原理,分析了双转子电动机动力耦合系统的工作模式以及各工作模式之间相互切换的条件,并据此提出了发动机最优工作点控制的思路和方法.借助高次幂数据拟合方法与最速下降算法,确定了某型发动机的最优工作点,采用模糊控制方法在Simulink环境内建立了发动机最优工作点控制器的仿真模型.仿真结果表明:发动机最优工作点控制方法能够对发动机转矩、转速进行有效调节,能最大限度降低发动机燃油消耗率;在混合动力驱动低速状态下发动机最优工作点控制方法的寻优时间对系统稳定性有明显影响.     

发动机与液力变矩器共同工作特性的分析

正确确定发动机与液力变矩器共同工作输入、输出特性是进行液力传动车辆动力传动系最优匹配的重要基础 笔者提出了确定共同工作输入特性、共同工作区域和共同工作输出特性的计算方法 ,并用MATLAB语言编制相应的程序 ,进行实例计算     

发动机与液力变矩器共同工作特性的分析

正确确定发动机与液力变矩器共同工作输入、输出特性是进行液力传动车辆动力传动系最优匹配的重要基础。笔者提出了确定共同工作输入特性、共同工作区域和共同工作输出特性的计算方法，并用MATLAB语言编制相应的程序，进行实例计算。     

牵引力控制系统中最优驱动力矩控制

为了解决低附着路面上发动机输出力矩过大引起的驱动轮过度滑转及路面附着系数利用率低的问题,提出了牵引力控制系统中最优驱动力矩控制的概念,并给出了其实现方法.将理论分析结果和实车试验数据特点相结合,利用参考车速来估算路面附着系数并由此计算最优驱动力矩.利用PID控制器控制发动机动态输出力矩以实现最优驱动力矩控制.实车试验结果表明;低附路面上该方法能够有效控制发动机的驱动力矩,使得驱动轮的滑转率保持在最优滑转率处,对路面附着系数的利用率达到90%以上,该方法能够提高车辆在低附路面上的驱动能力.     

基于发动机制动的HEV再生制动控制策略

以ISG(integrate starter generator)型混合动力CVT(continuously variable transmission)轿车为研究对象,进行发动机制动性能建模与仿真计算,提出基于前轮最大可承受减速度的制动力最优分配策略.无再生制动时,根据发动机制动特性计算,通过调整CVT速比来以充分利用发动机制动;有再生制动时,优先采用电机制动,其次为发动机机制动,最后为摩擦制动.进行基于控制策略的混合动力汽车再生制动建模和典型工况下的仿真分析,仿真结果验证所提出的再生制动控制策略的正确性和可行性.     

基于Matlab/WAVE的汽油机工作过程的联合仿真优化

应用内燃机性能仿真软件WAVE对462PFI(进气道喷射)汽油机工作过程进行了数值仿真计算,仿真计算结果与实验数据取得了较好的一致性.用Matlab编制了多目标、多参数非线性约束优化算法程序,通过调用仿真计算模型,改变输入参数如压缩比、空燃比、点火提前角和气门正时等的输入数值,实现了联合仿真优化.在给定权重的条件下,寻求参数的最优匹配,使得发动机动力性、经济性和排放性能综合最优.     

增程式电动汽车能量控制策略的仿真分析

介绍了串联型增程式电动汽车的基本结构和工作模式,给出了选配电动汽车发动机和评价整车燃油经济性的方法.利用Cruise/Simulink联合仿真平台对整车进行建模与仿真,引入基于规则的发动机定点和最优曲线能量控制策略.典型工况下的仿真结果表明:发动机最优点能量控制策略能够使发动机和发电机工作在效率最高点,其燃油经济性优于最优曲线能量控制策略;在增程模式下,当采用发动机最优曲线能量控制策略时,增程式电动汽车获得了较好的燃油经济性和控制效果,且该策略有利于发动机的最小化.     

固定推力空间自主交会控制

基于滚动预测原理研究了两级固定推力空间自主交会控制设计.根据交会动力学特性建立了简化情况下交会状态预估方程.以轨控发动机最小开关机时间作为交会状态预估区间,按照二次优化指标得到了最优交会控制决策方程,结合交会特征给出了简化计算方法.由于交会控制计算不需考虑干扰和轨道参数影响,仅与当前交会状态有关,能够满足自主交会控制要求.椭圆轨道交会控制仿真结果表明,方法计算简单,有效可行,对交会初始条件鲁棒性好,发动机开关机频率低.     

机匣安装边螺栓联接结构的优化设计

通过建立某航空发动机静子机匣安装边螺栓联接结构优化设计的数学模型,借助于Matlab软件,基于惩罚函数法,对该模型进行结构优化,以获取最优几何参数。计算结果表明,优化几何参数后安装边螺栓联接结构的重量降低了16.6%。利用APDL语言对优化前、后的螺栓联接结构进行应力场分析,验证了优化设计结果的可行性,为机匣安装边结构设计和发动机减重提供可靠的参考依据。     

电喷发动机过渡工况空燃比鲁棒控制研究

阐述了最优H∞控制理论,并将其用于电喷发动机空燃比控制;在充分考虑外部干扰和系统模型不确定性的情况下,讨论并制定了最优H∞理论控制策略.采用面向对象的GT-Power仿真软件,从物理模型出发建立了电喷发动机仿真模型;用Matlab/Simulink软件建立起相应的最优H∞控制器和PI控制器;最后运用Matlab/Simulink与GT-Power的接口,建立电喷发动机实时控制系统.仿真结果表明:最优H∞控制相对于PI控制具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰能力,提高了空燃比的控制精度.     

并联型混合动力汽车燃油经济性最优控制

以某并联混合动力汽车（HEV）为例,建立了燃油经济性最优控制数学模型及相应的动态规划（DP）递归方程,提出了换档和发动机启动2个附加代价函数以限制频繁换档和启停发动机.为解决数值DP中“维数灾”问题,提出了搜索区域限制算法,并利用MATLAB/RTW将系统模型转换成实时仿真代码以进一步提高计算效率.对实车试验、仿真和DP结果三者进行了比较,结果表明,该方法能在可接受的时间内计算出HEV的最优性能,从而进行控制策略的评价和优化.     

超燃冲压发动机性能的准二维计算方法

为了能在双模态超燃冲压发动机流道方案初步论证中提供一种较快速的发动机性能计算方法,在二维N-S方程基础上,引入一维完全燃烧计算方法,提出了预估超燃冲压发动机性能的准二维计算方法。该方法能够计入激波、边界层分离等对发动机性能的影响,可在较短时间计算出整机推力、比冲性能和沿程热力学参数。通过对自由射流发动机计算,验证了此方法。并在此基础上,初步分析了燃料喷注位置和流道构型对发动机性能的影响。      

串并联混合动力系统自适应模式切换优化控制

为改善某新型串并联插电式混合动力系统双电机纯电动至并联驱动模式切换品质,同时确保不同车辆行驶状态及驾驶员输入下模式切换策略的适应性能,提出了平顺性起机和动力性起机概念,设计了自适应模式切换优化控制策略。首先,建立该串并联混合动力系统动力学模型,并对其双电机纯电动至并联驱动模式切换过程进行分析,确定模式切换不同阶段控制目标及控制策略;其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线,提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算离合器滑摩转矩以拖转发动机跟踪目标最优转速曲线,并通过电机补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的自适应模式切换控制策略能够满足不同的驾驶需求,并具有较好的驾驶平顺性。     

基于Broyden改进算法的航空发动机性能模拟研究

航空发动机特性计算的核心问题之一就是求解描述发动机部件共同工作的非线性方程组。目前,最常用的求解非线性方程组的方法是Newton-Raphson方法,但是Newton-Raphson方法,在迭代次数很多的情况下需要大量发动机气动热力过程计算,计算速度明显下降,同时Newton-Raphson方法还存在不收敛的问题。为了克服Newton-Raphson方法的缺陷,本文详细分析了航空涡轮发动机部件共同工作的非线性方程组的求解收敛性问题,分析了不收敛的机理,并发展了基于 Broyden方法求解发动机非线性方程组的改进算法。利用基于Broyden方法的改进算法对某型发动机进行一系列验证计算,通过分析计算结果,证明了采用Broyden方法可以提高发动机特性计算的计算速度并且改善发动机特性计算的收敛性。     

基于绿色再制造的废旧汽车发动机最优回收价格决策

文章以汽车发动机再制造为例,针对一类由消费者、汽车4S店售后修理部、汽车发动机再制造工厂和汽车4S店售后配件部组成的废旧汽车发动机回收再制造供应链系统,运用最优化原理,通过建立模型研究汽车发动机再制造工厂从汽车4S店售后修理部回收废旧汽车发动机的定价策略,认为汽车发动机再制造工厂提供最优的回收价格可以激励更多的废旧汽车发动机有效返回至工厂进行再制造处理,并进行数值分析验证结论。