电传动履带车辆动力性能协同仿真与试验研究

为了把某轻型履带车辆的机械传动系统改装成双电机独立驱动电传动系统,提出了驱动系统中感应电机、侧传动性能参数与整车设计参数和动力性能参数之间的合理匹配理论。借助动力学分析软件RecurDyn和控制系统分析软件Matlab/Simulink,对整车行走系统及电机驱动系统进行了混合建模和协同仿真,提出了转矩控制策略,分别从协同仿真和实车路况试验两方面对整车动力性能指标进行了客观评价。动力性能指标的仿真结果和试验结果均说明了电机驱动系统和整车参数的匹配是合理可行的,协同仿真模型及控制策略是正确的,体现了电传动履带车辆具有优越的动力性能。     

电动汽车感应电机的时变模型与计算机仿真

电动汽车感应电机运行工况复杂多变，电机模型和参数的精度对整车控制性能影响较大。在对电机参数时变性分析研究的基础上，建立了考虑电机参数时变性的感应电动机动态模型，研究了电机参数的估计方法，给出了电机参数与运行条件之间的匹配关系。利用MATLAB／SIMULINK软件构造了电动汽车感应电机的动态仿真模型，以电动轿车电机为例，给出了仿真结果，验证了所建模型的有效性。     

履带车辆动力传动与推进系统集成化建模扭转载荷的时域仿真

利用虚拟样机技术,采用模块化原理,分别建立了发动机、液力变矩器、行星变速箱、液压操纵系统、行动系统等整车各个子系统的模型,通过软件之间的接口,实现了集成化,仿真了车辆在一档工况下爬坡时,车辆动力传动及行动系统的载荷情况,为设计提供了可靠的动态载荷,为试验数据校验仿真模型打下了基础.还可实现对整车在换档、转向、加速等方面的仿真,为传动系统和整车其它系统之间的性能匹配提供了可靠的分析优化模型.     

基于随机动态规划的燃料电池城市客车能量管理策略优化

设计了一种新型的燃料电池混合超级电容的城市客车动力系统结构,在理论计算和工程分析的基础上,对该动力系统进行了参数匹配.提出一种基于随机动态规划的燃料电池碱市客车能量管理策略的设计思想,将驾驶员需求功率模拟为一个离散的随机动态过程,并建立相应的马尔可夫模型,在此基础上采用策略迭代的算法对能量管理策略进行了优化.并对优化后的策略进行仿真,结果表明该策略下的整车燃料经济性有明显提高.     

混合动力汽车性能仿真研究

为预测和分析混合动力汽车的性能，以某型混合动力轿车为研究对象，以现有的研究成果为基础，基于系统的构成和工作原理，应用系统仿真软件Matlab／Simulink，开发完成了该型混合动力轿车的性能仿真模型。仿真分析了其速度特性、电池的荷电状态(SOC)、燃油经济性和排放性能。结果表明，所开发的仿真模型能够很好跟踪循环工况，从而验证了仿真模型的正确性和有效性，也为进一步研究整车控制策略和控制方式，完成性能的优化匹配和协调控制，提高整车性能奠定了一定的基础。     

具有离合器的双机械端口电机系统仿真

双机械端口电机(Dual Mechanical Ports Electric Machine,DMPM)是一种具有两个机械端口和两个电气端口的新型电机,基于该种电机的混合动力系统能够实现电力无级调速,已成为混合动力汽车研究领域中的一个热点。深度混合动力系统中的双机械端口电机内外转子之间设计一离合器,当内燃机工作在高效区时,离合器闭合,能量直接从发动机传递到驱动轴,提高效率。在分析整车工作模式、双机械端口电机和离合器数学模型的基础上,基于Matlab/Simulink/Stateflow建立了集DMPM、离合器、内燃机、控制器和整车为一体的仿真平台,经过对FTP75工况仿真表明:建立的仿真平台可以实现整车工作模式的模拟,同时对发动机启停、离合器闭合的动态过程进行实时仿真,对控制策略的仿真验证,减少调试和实验时间。     

基于四轮独立驱动电动汽车的动力学仿真模型

四轮独立驱动技术是电动汽车驱动系统研究的热点。建立了包括转向角在内的18自由度四轮独立驱动电动汽车的动力学模型并详细给出了各运动方程。通过整车试验数据与相同工况下的仿真结果对比，表明所述模型可以以很好的精度反映汽车在各种工况下的动力学性能。为开展四轮独立驱动电动汽车动力学控制研究奠定了基础。     

基于混合系统理论的电动汽车能量管理策略

以单轴并联式混合动力电动汽车为研究对象,基于混合动态系统理论,利用混合输入输出自动机模型,直观的描述了混合动力系统,分析得出了多能源功率分配和工作模式切换序列的基本规律,系统的阐述了能量最优化分配和工作模式最佳切换序列的工程实现,为进一步实现性能的优化匹配和协调控制,提高整车性能奠定了一定的基础。通过与Advisor中Insight车型的仿真结果对比,验证了基于混合动态理论能量管理策略的实际效能。     

铰接式电动轮原地转向动力学联合仿真分析

建立了铰接式电动轮液压转向与整车多体动力学的联合仿真模型,通过仿真给出了铰接车原地转向过程中轮胎与地面的作用关系;基于工程车辆的复杂工况条件,讨论了后车体质心位置及载重量等因素对前后车体转向性能的影响.同时,分析了不同情况下液压转向系统中流量和输出力的变化规律.     

SPHEB基于动态规划的规则控制策略研究

以提高一款新型混联式混合动力客车燃油经济性为目的,以中国城市典型循环工况为例采用动态规划算法进行离线全局优化,针对运用动态规划(DP)算法的全局优化控制策略不能直接应用于实时控制的问题,基于DP的全局优化结果不仅提取了混联式混合动力系统的模式切换规则而且制定了一种功率均衡控制策略.应用simulink仿真平台建立功率均衡控制策略整车前向仿真模型,其结果和DP全局优化进行比较表明:所制定的功率均衡控制策略为新型混联式混合动力客车实时控制提供一种方案并且能够有效提高其燃油经济性.     

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。     

考虑公交车辆影响的城市交通流元胞自动机模型

城市道路上的车流主要是公交车和小汽车混合流,而一般交通流理论都是以小汽车流为对象进行研究和建模。在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,提出了一种考虑公交车辆影响的多速混合车辆双车道元胞自动机模型,重新标定了元胞长度、运行车速、随机慢化机制,引入了公交车辆,设定了公交车停靠站、改进了车辆变换车道规则,小汽车与公交车不仅最大速度不同,而且车辆运行中占用元胞点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,再现了传统交通流三参数之间的关系,发现纯小车流与考虑公交车流相比阻塞项更为明显和规律,只要在车流中存在公交车,整个车流的流量和速度就会受到较大的影响。为进一步更好地描述城市混合交通流奠定了基础。     

并联混合动力汽车扭矩协调控制策略仿真研究

对于使用机械式自动变速器(AMT)的并联式混合动力汽车(PHEV),能量管理策略的实现需要对发动机、电机以及离合器和变速箱进行协调控制,为此,建立一个分层控制系统来管理整车的能量分配和实现整车的能量分配策略。能量管理策略的实现层以改善车辆行驶平顺性和减小离合器磨损为目标,协调控制动力和传动系统,实现能量管理层需要的扭矩分配、工作模式切换以及换档等要求。在Matlab/Simulink环境下建立了并联式混合动力汽车动力传动系统的仿真模型,通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车,试验结果表明了控制系统和控制策略的适用性。     

基于ADVISOR软件的液力变矩器仿真模块的开发

以三元件液力变矩器为研究对象,基于ADVISOR软件建立了液力变矩器仿真子模块,并与ADVISOR软件中的发动机子模块组装成与其共同工作的仿真模块,提供了模块实现方法,给出仿真实例,得到发动机与液力变矩器共同工作时的输出特性。仿真结果表明,所建立的液力变矩器仿真子模块可用于后续的动力传动系统建模仿真。     

串联混合电动车辆动力系统的实时仿真

论述了串联混合电动车辆动力系统仿真模型和实时仿真方法。基于MATLAB/Simulink平台,通过CAN通讯将dSPACE和xPC目标仿真环境集成,dSPACE模拟控制单元,xPC环境运行模型,一台个人计算机同时监控dSPACE和xPC环境,并且记录数据。实践表明,串联混合电动车辆动力系统模型的实时仿真明晰了系统过程,验证了实时控制算法的有效性,建立了车辆控制单元快速原型。     

基于序列图像匹配的车载自主测速方法

针对常见车速测量方法存在测速准确性较低、自主性较差和灵活性不足等问题,建立了车载自主测速模型,将车辆的测速问题转化为序列图像的匹配问题;结合车辆运行状态的约束条件和序列图像的成像特点,依次从特征提取、相似性度量、搜索空间和搜索策略等4个方面对序列图像匹配方法进行分析,并设计序列图像匹配算法。仿真结果表明,采用基于二值图像的匹配方法和采用平均绝对误差作为相似性度量函数,保证了较低的运算复杂度,提高了运算效率;提出的图像匹配算法具有较高的匹配精度和匹配速度。最后通过载车试验验证了所提方法的整体有效性和可靠性。     

电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究

为准确分析某电传动履带车辆转向特性，运用现代设计理论与方法—协同仿真与虚拟样机技术，借助动力学分析软件RecurDyn／Track—HM和控制系统分析软件Matlab／Simulink仿真平台，建立了整车行动部分三维多体动力学模型和控制系统模型。以不同车速υ、不同转向半径R下的转向特性为例，对其进行了理论分析与协同仿真分析，并通过与理论计算和试验结果对比验证了模型的正确性。该方法对深入了解整车的转向特性以及试验调试策略具有重要指导意义，可进一步缩短研制周期，降低研究成本，同时为履带车辆电驱动系统动态特性的深入研究提供了一条新的思路。     

自主式水下潜器导航仿真系统研究

基于Windows网络平台用VC 语言开发出了自主式水下潜器(简称AUV)导航仿真系统,论述了仿真系统的体系结构、网络通信和数据交换;详细介绍了仿真系统中运动载体计算机和导航设备计算机的软件实现方法和关键技术;对重力匹配和地形匹配算法也作了相应的介绍;对仿真平台进行了仿真验证分析。结果表明,该仿真系统结构合理可靠,各子系统采用的数学模型和仿真算法正确可信。该仿真系统可作为演示、验证和评估AUV导航系统正确性、有效性和实用性的先进手段和科学方法,并已得到实际应用。