超级电容与轨道交通融合发展的现状与挑战

超级电容作为储能系统在轨道交通系统的应用成为能源交通融合的变革。在全面整合分析超级电容和轨道交通融合发展的最新研究成果基础上,围绕如何高效利用能源、降低能耗等问题,系统地论述了超级电容在轨道交通领域应用的研究进展。特别针对常规储能、再生制动、热管理系统等方面进行了全面综述,分析了能源交通融合发展进程中存在的问题及挑战,并对其未来的发展指明了方向。     

一种城市电动公交客车制动能量回馈方法

为提高汽车能源利用率,提出一种电回馈制动与机械摩擦制动相结合的城市电动公交客车制动能量回馈方法.采用可控制实现串并联实时切换的超级电容器模块作为电源,当电动公交客车驱动运行时,控制超级电容器模块串联放电提供能量;而当电动公交客车制动运行时,控制超级电容器模块并联充电回馈能量.在制动初始阶段,采用电回馈制动,电动机发电运行并提供恒制动扭矩,当电动机转速减至不能提供恒制动扭矩时,由机械制动提供制动力直至制动过程结束.仿真和试验结果证明:提出的制动能量回馈方法可实现低速制动能量回馈,具有较高的制动能量回馈效率.     

基于模糊PID控制算法的汽车制动系统

以汽车制动力学方程为基础,设计了参数模糊PID控制器,对参数模糊PID控制算法在汽车制动系统中应用进行研究.该控制算法补充了常规PID、逻辑门限制控制算法的不足.仿真结果表明,该参数模糊控制系统能够达到预期效果,制动时间比模糊控制快0.17 s,比常规PID快0.51 s,制动距离比模糊控制短1.475 m,比常规PID控制短5.59m,并在不同的环境参数下具有较强的自适应能力.     

基于MCS-51单片机实现温度的检测

一些系统常常需要测量、控制和保持温度,而温度是一个模拟量.如果采用适当的技术和元件,将模拟的温度量转化为数字量虽不困难,但电路较复杂,成本较高,用单片机多余I/O口P1(P1.0,P1.1,P1.2)检测温度,可以使电路简单,接口少,应用在一些精度要求不太高的系统.     

汽车主动悬架与ABS系统联合控制研究

文章建立了7自由度的半车模型、液压制动模型及白噪声路面模型,基于实用的PID控制器,将汽车主动悬架与ABS系统进行了联合控制。悬架控制系统既以改善悬架性能为调节目标,又以车轮滑移率在最优时车轮法向反力达最优为调节目标;ABS系统以车轮滑移率达最优,制动性能提高为调节目标。仿真实验表明,在联合控制情况下,汽车悬架的性能指标、制动性能较之两系统单独控制的情况均有明显改善与提高。     

钻机组合刹车系统物理模拟实验台的设计研究

文章提出了钻机组合刹车系统物理模拟实验台的整体设计方案,介绍了核心部件绞车、刹车系统、负载模拟系统三部分的设计选型及实验台建立的意义。     

汽车永磁无级缓速器的设计与仿真分析

汽车永磁无级缓速器有利于实现各种路况下的最佳缓速制动.笔者研究了永磁缓速的工作原理,提出了一种新型轴向移动式的无级调速设计方案,通过理论分析计算确定了设计参数,并采用Matlab中的fmicon函数模块进行二阶非线性结构优化得出关键结构的最优解.利用ANSOFT软件建立了三维电磁场有限元仿真模型,对永磁缓速器进行磁场和制动力矩的静态和瞬态分析,分析磁场的分布特点和影响因素,对转子总成与定子鼓之间不同轴向位置的制动力矩分析表明,该缓速器能够实现良好的线性控制和稳定的制动力矩输出,能够满足无级缓速制动的需要.     

单轴并联混合动力客车再生制动策略解析

以某先进的单轴并联混合动力系统为研究对象,提出一种再生制动策略逆向解析的方法.根据摸底试验分析和再生制动参数预设设计试验解析流程,进行实车试验,分析了各参数对再生制动的影响.分析表明车速决定制动过程中是否存在再生制动,电机转速、挡位决定再生制动的过程,电池温度和挡位决定再生制动过程中电机转矩和功率的大小.通过不同手柄模式、不同制动强度及不同路况下的再生制动测试,解析出了各手柄模式的再生制动策略.最后通过仿真分析验证解析策略的正确性.      

基于改进史密斯预估器的列车制动减速度控制研究

针对列车减速度控制中传统的比例、积分、微分控制(PID)及经典Smith预估方法控制效果不佳的问题,对Smith预估控制的反馈结构进行了改进,并从控制系统层面对影响列车实际减速度的不确定因素进行分类。建立列车制动单质点仿真模型,考察其在PID、Smith预估器以及改进Smith预估器控制下的系统阶跃响应特性。仿真结果表明,改进后的Smith算法具有良好的控制性能,且对参数变化具有更高的鲁棒性。最后在软件在环仿真平台的基础上,对比了非减速度控制、基于改进Smith预估算法的减速度控制、以及基于自适应参数估计算法的减速度控制的控制效果。结果表明,基于改进Smith预估算法的减速度控制不仅能实现目标减速度的精确跟踪,同时能够明显降低列车的纵向冲击。     

基于分布式驱动电动汽车的再生制动策略设计及优化

针对前轴集中电机驱动、后轴轮毂电机驱动的分布式驱动汽车,设计了再生制动策略(策略1)。根据再生制动时的动力传动过程提出了发电系统总效率的概念,并根据其最高得到最优的前后电机力分配系数,在欧洲经济委员会(ECE)法规的约束下,设计了再生制动经济性优化策略(策略2)。考虑到装备了防抱死制动系统(ABS)的车辆在制动强度较小时可优先使用后轴电机进行再生制动,提出了低制动强度下的经济性优化策略,以充分利用发电系统的高效区(策略3)。分析并说明了所提出的策略对制动感觉的影响不大。仿真结果表明,三种策略的能量消耗分别减少14.05%,15.04%和16.64%。