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。     

燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台研究

由于燃料电池汽车的新颖性和复杂性，仿真测试是整车控制器初期开发的一种很有效的方法。首先建立了反映其主要特性的燃料电池汽车实时仿真模型和PI调节器型驾驶员模型，然后基于Matlab实时仿真环境xPC、RTW和Matlab GUI功能，并配合通讯卡底层软件的开发、信号调理装置硬件设计和整车通讯协议的制定，系统地实现了燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台。利用该平台可以对整车控制器硬件电气特性、底层软件平台和控制算法等进行测试。     

燃料电池混合汽车建模及仿真研究

面向控制系统设计的目的建立了一种燃料电池汽车动力系统的动态数学模型,其中包括燃料电池发动机、DC/DC(直流/直流变换器)、电机驱动系统、动力蓄电池组.采用最小二乘法实现了模型参数估计.基于数学模型及模型参数估计的结果开发了燃料电池混合动力汽车的计算机仿真模型,并应用该模型进行了仿真分析,离线仿真与实测数据的对比证明,所建立的模型具有很高的精度,能够用于控制系统设计及仿真分析.     

并联式混合动力汽车控制策略的仿真研究

以发动机稳态效率图和电池的充放电内阻曲线为依据，提出了基于负荷平衡和逻辑门限方法的并联式混合动力汽车(PHEV)实时控制策略，用以控制混合动力系统的转矩分配，实现混合动力系统的不同工作模式以及模式间的动态切换。在MATLAB／Simulink环境下建立了前向式并联混合动力汽车系统模型，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，监测情况表明是实用的。     

液体推进剂导弹全动力系统动态故障仿真(一)

为了仿真液体推进剂导弹动力系统动态故障，通过对动力系统，特别是自生增压系统动态工作过程的过渡特性分析、故障特性分析和故障因素的引入方法研究，依据某导弹动力系统的实际结构，完整地建立了该导弹动力系统的全系统动态故障模型方程。该模型可用于仿真整个动力系统的过渡工作过程和全面地分析动力系统的动态故障特性。     

液体推进剂导弹全动力系统稳态故障仿真(一)

为了对液体推进剂导弹动力系统进行稳态故障分析、仿真、检测、诊断以及研制箭载监控系统，必须建立其全系统稳态故障模型。通过对动力系统稳态工作过程，特别是自生增压系统的动力学分析、故障特性分析、故障因素的作用机理的分析、故障因素的引入方法研究等，依据某导弹动力系统的实际结构，完整地建立了该导弹动力系统的全系统稳态故障模型方程。与单纯的发动机系统模型相比，该模型能够模拟飞行状态的稳态故障，能更全面更好地分析动力系统的稳态故障特性。     

船舶燃料电池-蓄电池混合动力系统能量管理策略及仿真分析

燃料电池船混合动力系统采用燃料电池作为主电源,蓄电池作为能量储存单元。为了最小化燃料电池的氢气消耗,针对燃料电池混合动力船提出了一种燃料消耗优化能量管理策略,为保证蓄电池工作在优化范围内,引入蓄电池的充电保持策略。基于MATLAB/SIMULINK仿真环境建立燃料电池混合动力系统的仿真模型。根据典型的船舶行驶工况对所给出的优化能量管理策略进行了仿真验证,并与功率跟踪能量管理策略进行对比。仿真结果表明,所提出的优化理论能提高燃料经济性,同时使蓄电池SOC保持在合理范围内。     

汽车优化设计及性能仿真系统

在建立的汽车动力传动系统主要零部件的结构优化设计,零部件总成到整车系统各层次的运动学动力学及其相互作用的数学模型,以及汽车主要性能计算、优化计算的众多数学模型的基础上,应用MATLAB/Simulink强大的科学计算和绘图功能开发出汽车优化设计和性能仿真系统.该系统具有汽车动力传动系统主要零部件结构优化设计计算功能;发动机、变速器、驱动桥、轮胎和整车等部件和总成物理特性模型的建立和管理功能;汽车动力性、燃料经济性等主要性能的计算功能;以及动力源、传动系统速比等参数的优化选择和设计计算等功能.与类似功能的专业商业软件和大量的试验数据的对比测试结果表明本系统具备足够高的工程计算精度.该系统已成为长安公司汽车设计开发过程中一个有力的设计计算和分析工具.     

光伏-氢能自主发电系统稳态建模与分析

对光伏-氢能自主发电系统进行建模和分析是设计和应用的基础,提出了包括光伏电池、可再生燃料电池和蓄电池的稳态数学模型,仿真和分析光伏-氢能自主发电系统长期运行的性能.利用建立的数学模型来分析和比较两类光伏-氢能自主发电系统:光伏电池-可再生燃料电池-蓄电池系统(PVRFCBAT)和光伏电池-可再生燃料电池系统(PVRFC)的性能.仿真结果表明PVRFCBAT发电系统的经济性能、效率和可再生燃料电池的使用寿命优于PVRFC发电系统,但它的结构较为复杂,蓄电池使用寿命较短.     

基于电压补偿的四旋翼动力系统建模与实验

由于四旋翼飞行器是直接由动力系统驱动控制的,因此动力系统模型的精确性至关重要。提出了一种新的方法,来建立精确的动力系统模型。综合电机〖CD*2〗螺旋桨、电调和电池模型,从整体上设计了基于电压补偿的动力系统控制模型;然后,搭建了实验平台,通过实验测试与数据处理,对系统进行了参数辨识。结果表明,该模型输出的实际拉力符合预期要求,说明基于电压补偿的动力系统模型,能够有效地提高控制的精确性。     

电电混合燃料电池城市客车动力系统建模与仿真

根据北京某公交行驶工况研究的结果,对燃料电池城市客车动力系统进行了构型选择和主要参数匹配,然后在Matlab/Simulink软件中利用封装技术建立了详细的整车动力系统仿真模型,对其工况跟踪和动力电池特性进行了仿真研究。仿真结果说明了整车动力系统的设计和参数匹配比较合理,能够满足北京公交的运营需要,同时也说明了仿真模型是正确的并且为后续详细控制算法的研究提供了基础。     

多级组合发动机混合动力电动汽车燃油经济性的数值模拟

提出了多级组合发动机的概念,并将其作为混合动力电动汽车的动力。与常规混合动力电动汽车相比,在欧洲NEDC、美国HWFET和日本1015汽车循环中,最高燃油经济性分别提高8.09%、9.69%和3.5%。在不同的电池组初始充电状态和不同的多级组合发动机功率比的情况下,对其进行了燃油经济性和发动机平均效率的模拟。模拟结果表明:考虑结构设计的复杂性和经济性,与传统动力相比,以等功率比的双级组合发动机作为混合动力电动汽车动力更为合理,更具可行性。     

轻度混合动力AMT系统经济性换挡规律优化

装备机械自动变速器(AMT)的混合动力车辆驱动系统包含了发动机、电机和电池以及传动系统,不能按照传统AMT车辆的方法制定其换挡规律.在综合考虑发动机、电机的工作性能以及电池荷电状态的基础上,以燃油经济性能为目标,提出了装备机械自动变速器的轻度混合动力车辆电动机部分助力时的能量分配策略和经济性换挡规律,并进行了仿真.结果表明,采用新的经济性换挡规律,能更加有效地发挥混合动力车辆的性能,提高燃油经济性.     

固体氧化物燃料电池系统的鲁棒反馈模型预测控制

固体氧化物燃料电池系统工作过程中燃料与氧化剂的压力差和燃料利用率的变化值是衡量系统运行安全、稳定长效、具有较好鲁棒性的重要指标.本文提出采用离线计算、在线优化相结合的带有输出反馈的鲁棒模型预测控制方法,分别将燃料与氧化剂的压力差和燃料利用率作为输入和输出约束,离线计算目标函数上界及其系列渐近稳定域,在线时对控制量进行精确定位.仿真结果表明,采用了状态反馈的模型预测控制方法能有效克服模型失配问题并迅速获得被控量的预测值,使系统当负载电流发生波动时能克服变化引起的参数偏差,提高了响应速度,增强了系统鲁棒性.     

质子交换膜燃料电池动态建模与仿真

基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的动态输出特性,利用Matlab/Simulink仿真工具提出一种新颖的PEMFC动态模型.通过使用新加坡淡马锡理工学院燃料电池应用中心的燃料电池测试系统,对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.仿真结果与实验数据吻合较好,并且通过在不同运行条件下的结果比较,证明该模型能够有效反映PEMFC系统的动态特性.该建模方法有助于改善PEMFC系统动态模型、PEMFC的输出性能以及可应用于PEMFC实时控制系统的设计.     

管状直接甲醇燃料电池的建模和仿真

通过对管状DMFC的电化学反应机理分析，采用活塞流反应模型建立了甲醇、氧气和气态水的浓度分布模型；依据列管式换热器原理，建立了甲醇溶液、膜电极和空气的温度分布模型，并对电流密度、进料参数对浓度分布以及电池温度影响进行仿真，为管状直接燃料电池选择合理的控制变量和控制策略提供佑据；仿真结果表明，对于液相进料的DMFC，甲醇溶液的温度是影响整个电池温度的主要因素；根据燃料电池的热力学数据，对电池的效率进行了分析。     

某型发动机燃油控制执行机构仿真与验证试验

某型飞行验证机采用巡航弹用涡喷发动机为动力,由于飞行包线大大扩展,且发动机工作状态增多,需对燃油调控系统进行仿真,研究发动机控制系统特性。基于质量连续与力平衡方程在MSC EASY5仿真平台框架下建立了燃油调节执行机构的动力学模型,进行了开环控制结构下执行机构系统稳态和动态特性仿真,并在半物理动态模拟实验台上进行了验证试验。研究结果表明,调节器执行机构系统满足发动机工况范围技术指标要求,为发动机控制系统改型研制打下了基础;采用的建模与仿真方法用于工程设计是可行的,为发动机燃油控制系统的设计与仿真研究提供了一种便捷的技术手段。     

管型SOFC内部传热传质的数值仿真

基于质量、动量和能量平衡并耦合流体流动、热量产生和传递以及电化学知识建立了管型固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用质量、动量、能量和组分守恒方程描述电池内的流动、传热传质等物理过程,并对电池内部的温度、气体流速及浓度分布情况进行了数值模拟。结果表明：SOFC空气流道中的气体温度和电池的总体温度沿气流方向逐渐升高;燃料和氧化剂气体的浓度则沿气流方向降低。另外,空气流速也会对电池的工作温度产生影响,流速越快,带走的热量就越多,电池的总体温度就越低越均衡。     

基于模糊逻辑的混联式电动汽车控制策略研究

提出了一种基于模糊逻辑的混联式电动汽车功率分配控制策略,功率分配控制器的核心是规则库,它由制动规则库、燃油经济性规则库、加速性能规则库以及校正模块等四个独立的规则库组成。利用已建立的四驱混合电动汽车模型对其燃油经济性进行计算机仿真表明:采用模糊控制策略比传统控制策略的百公里油耗在市区(FUDS)和高速(FHDS)工况下均下降了约10%。