无刷直流电机助力式EPS控制器设计与试验

基于无刷直流电机(BLDCM)模型和汽车电动助力转向(EPS)动力学模型,构建了BLDCM控制仿真模型和EPS性能仿真模型;设计了以ARM7LPC2131为控制器内核和以MC33034P120为驱动模块的EPS控制器硬件;分析了EPS的助力、回正和阻尼控制对控制器硬件的要求,给出了EPS控制软件的主程序和A/D、速度信号采集与中断服务子程序流程;最后将BLDCM助力式EPS及其控制系统装车进行原地转向试验和蛇形试验,试验结果表明,所设计的EPS控制器与整车匹配良好,性能稳定。     

基于预测控制的车辆稳定性研究

设计了以2自由度车辆模型为预测内部模型、以补偿车辆横摆力矩为输出的汽车ESP预测控制器,并结合Matlab/Simulink建立的7自由度整车模型对所设计预测控制器进行了转向阶跃输入和正弦输入的仿真分析。结果表明,该预测控制器能很好控制汽车的横摆角速度和限制质心侧偏角,提高了汽车在高速转向工况下的稳定性,进而验证了所建模型的合理性和控制算法的有效性。     

燃烧方式对氢内燃机燃烧和排放的影响研究北大核心

基于氢内燃机试验样机建立内燃机三维实体模型,耦合详细氢空气化学反应机理,运用Converge软件建立氢内燃机CFD仿真模型并进行验证,仿真分析了中高负荷下稀薄燃烧和当量燃烧两种燃烧方式下氢燃料内燃机的燃烧特性和NO_x排放规律。仿真结果表明:在氢气供给量相同的情况下,稀薄燃烧比当量燃烧速度更快,OH浓度更高,因而稀薄燃烧会得到更高的缸内压力,更有利于动力性的发挥;两种燃烧方式下的缸内最高平均温度较为接近,但当量燃烧方式下最高温度相位相对滞后,可以有效降低NO_x排放。采用EGR技术可以实现当量燃烧,但过大的EGR率也会带来内燃机动力性能下降。     

汽车速度自动控制系统鲁棒控制器的研究

为开发汽车速度自动控制系统，本文建立了汽车直线行驶动态分析与控制模型，设计了控制系统的鲁棒控制器，并对控制器作了仿真分析，仿真结果表明，鲁捧控制器具有较好性能，具有实用价值。     

基于整车多体模型的电动助力转向虚拟试验

首先利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立某多功能商务车整车多体动力学模型;其次在Matlab/Simulink中设计了PID控制的电动助力转向控制器,并定义了与ADAMS/Car环境下车辆模型的数据交换接口;最后将设计的控制器在ADAMS/Car和Matlab/Simulink环境下通过输入输出接口实现联合迭代仿真,不断修正控制参数直到得到满意的控制效果。仿真结果表明,所建立的模型和联合仿真的分析方法是正确的、有效的,为加快开发汽车EPS系统的控制逻辑提供了理论参考。     

基于神经网络控制的半主动空气悬架仿真研究

以某空气悬架大客车1/4车辆模型为仿真对象,设计了模型参考神经网络自适应控制器,并以正弦和随机输入为路面激励,以簧载质量垂直方向振动加速度值为控制量,对模型进行了计算机仿真,从簧载质量加速度时间历程可以看出神经网络控制器对工况和结构参数的变化具有较好的自适应能力.     

基于多目标优化的自动驾驶车辆轨迹跟踪控制

针对自动驾驶车辆行驶轨迹的横向跟踪问题，设计了线性时变模型预测控制器。以车辆3自由度动力学模型为预测模型，以横向位置偏差最小为主要控制目标，考虑车辆状态约束、控制约束和轮胎侧偏角约束，优化了自动驾驶车辆轨迹跟踪安全性、转向稳定性和操作可行性等多目标性能。搭建MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真模型，并将所设计的控制器控制效果与熟练驾驶员操纵结果、线性二次规划控制器控制效果进行了比较分析，结果表明，所设计的控制器可以有效解决多约束条件下自动驾驶车辆行驶轨迹的横向跟踪问题，且在安全性、转向稳定性和操作可行性方面具有显著的优势。     

FSAC赛车轨迹跟踪协同控制策略研究

针对中国大学生方程式赛车（FSAC）在比赛中横向-纵向协同控制的轨迹跟踪精度和稳定性问题,根据现代控制理论和经典控制理论提出一种以纵向速度为结合点的线性二次控制器（LQR）和比例-积分-微分算法（PID）的横纵向协同控制策略,并根据赛车相对参考轨迹的位置设计了一种协同控制器。建立二自由度车辆动力学模型,基于该模型设计了横向LQR位置跟踪控制器和纵向PID速度跟踪控制器。所设计的控制策略在CarSim和Simulink搭建的循迹工况联合仿真场景下进行仿真验证,仿真结果为纵向位置偏差小于0.07 m,横向位置偏差小于0.03 m。对控制算法进行实车验证,结果表明,该策略有效提高了赛车的轨迹跟踪精度和行驶稳定性。     

基于虚拟测试的车辆横向MPC控制器的设计

针对智能汽车的横向控制,设计一种基于MPC控制原理的控制器,并通过Matlab构建虚拟测试场景和车辆动力学模型,对控制器进行仿真分析。     

基于模糊PID控制算法的电控节温器研究

针对传统内燃机冷却水温控制系统存在不能快速、准确、稳定地调节内燃机冷却水温的特点。本文用三通阀代替节温器来控制冷却液大小循环;并运用基于模糊PID控制算法的控制器对系统进行控制,最后在Matlab/simulinl(中进行仿真。仿真结果显示,该控制方法有效控制了冷却系统迟滞等不良现象。     

一种可应用于内燃机瞬态仿真的动网格模型

提出了一种基于非结构网格的动态层网格实现算法,结合滑移网格算法构建了基于分块滑移动态层的非结构化内燃机动网格模型,并基于TBD620柴油机建立了计算模型,所有算法都基于课题组自主研发的通用输运方程求解软件实现.流场计算采用适用于可压缩流场的有限体积法及SIMPLE算法.通过数值算例对所开发的滑移网格模型和动态层网格模型进行了验证,最后对内燃机缸内瞬态流场进行了仿真.计算结果表明,所发展的非结构化动网格模型可应用于内燃机瞬态流场的仿真.     

基于MPC的液压混合动力车辆能量管理策略研究

针对双轴并联式液压混合动力车辆(PHHV),以蓄能器荷电状态(SOC)和发动机瞬时燃油质量流量m8f为输入量,发动机需求功率比例φ为输出量,以油耗最小为目标函数设计了模型预测控制器(MPC)进行PHHV的能量管理。基于MATLAB/Simulink平台搭建了包括需求功率计算、发动机、蓄能器和泵/马达等主要部件的PHHV车辆模型并进行MPC能量管理。研究结果表明,在美国道路城市循环工况(UDDS)下,MPC管理下的PHHV能充分发挥混合动力的特点,合理调节分配发动机和液压单元的需求功率,降低行驶过程的总油耗。     

Topological analysis of powertrains for refuse-collecting vehicles based on real routes–Part I: Hybrid hydraulic powertrain

In this two-part paper, a topological analysis of powertrains for refuse-collecting vehicles (RCVs) based on the simulation of different architectures (internal combustion engine, hybrid electric, and hybrid hydraulic) on real routes is proposed. In this first part, a characterization of a standard route is performed, analyzing the average power consumption and the most frequent working points of an internal combustion engine (ICE) in real routes. This information is used to define alternative powertrain architectures. A hybrid hydraulic powertrain architecture is proposed and modelled. The proposed powertrain model is executed using two different control algorithms, with and without predictive strategies, with data obtained from real routes. A calculation engine (an algorithm which runs the vehicle models on real routes), is presented and used for simulations. This calculation engine has been specifically designed to analyze if the different alternative powertrain delivers the same performance of the original ICE. Finally, the overall performance of the different architectures and control strategies are summarized into a fuel and energy consumption table, which will be used in the second part of this paper to compare with the different architectures based on hybrid electric powertrain. The overall performance of the different architectures indicates that the use of a hybrid hydraulic powertrain with simple control laws can reduce the fuel consumption up to a 14 %.     

Application of a modified thermostatic control strategy to parallel mild HEV for improving fuel economy in urban driving conditions

A modified thermostatic control strategy is applied to the powertrain control of a parallel mild hybrid electric vehicle (HEV) to improve fuel economy. This strategy can improve the fuel economy of a parallel mild HEV by operating internal combustion engine (ICE) in a high-efficiency region. Thus, in this study, experiments of a parallel mild HEV were conducted to analyze the characteristics of the hybrid electric powertrain and a numerical model is developed for the vehicle. Based on the results, the thermostatic control strategy was modified and applied to the vehicle model. Also, battery protection logic by using electrochemical battery model is applied because the active usage of battery by thermostatic control strategy can damage the battery. The simulation results of the vehicle under urban driving conditions show that the thermostatic control strategy can improve the vehicle’s fuel economy by 3.7 % compared with that of the conventional strategy. The results also suggest that the trade-off between the fuel economy improvement by efficient ICE operation and the battery life reduction by active battery usage should be carefully investigated when a thermostatic control strategy is applied to a parallel mild HEV.     

SOM-BP神经网络在机械故障诊断中的应用研究

从信息融合的角度出发,以自组织特征映射网络SOM和误差反向传播网络BP为理论基础,提出了SOM-BP神经网络模型,引用某内燃机燃油系统故障及其相关参数作为训练样本建立诊断模型。通过仿真试验,验证了SOM-BP神经网络在机械故障诊断中的正确性和精确性。     

内燃机摩擦学设计系统主框架的研究

根据内燃机摩擦学的研究现状,提出了建立内燃机摩擦学设计系统平台;通过对内燃机主要摩擦学问题的分析,设计了软件系统的功能模块和整体系统框架的基本结构;将专家系统引入本系统完成了基于知识的内燃机摩擦学分析和设计工作;采用软件协作技术配合专家系统的分析设计工作,提高了系统的分析设计能力。     

驾驶循环对车辆能量经济性影响的研究

本文依据国内外具有代表性的不同驾驶循环对一实际的内燃机汽车和一构思的混合动力电动汽车的能量经济性进行了分析。研究了内燃机和电机的运行工况分布，并利用内燃机的万有特性图和电机及其控制系统的等效率曲线以及各驾驶循环的相关特性分析了产不同结果的原因。最后对内燃机汽车和混合动力电动汽车的能量经济性受驾驶循环的影响情况进行了比较和分析。     

快速控制原型技术在水平对置二行程柴油机上的应用

根据水平对置二行程柴油机控制逻辑和喷射时序要求,使用Matlab/Simulink构建系统的控制策略和算法模型,包括轨压控制、状态检测、喷油量计算、逻辑处理和凸轮轴信号模拟模型.模型中轨压控制采用增量式数字PID控制算法,转速控制采用MAP查询方式.控制策略和算法模型的建立应用了Simulink模块库,系统状态检测模型...     

内燃机涡轮增压多工况匹配研究

提出以车用循环工况总油耗最小为目标的内燃机涡轮增压多工况匹配方法,基于NEDC驾驶循环,采用该方法对某车用1.8 L涡轮增压汽油机进行了涡轮增压多工况匹配的仿真研究。结果表明,涡轮增压多工况匹配可使该发动机最大扭矩提高3%,NEDC驾驶循环平均有效燃油消耗率降低2%。     

基于虚拟样机的3缸机曲轴系扭振分析及优化研究

3缸发动机的结构特点使得其惯性力和力矩相对于4缸机难以平衡,其曲轴系的扭转振动更难控制,从而严重影响发动机运转过程中的NVH性能。为改善发动机曲轴系扭振及整机NVH性能,采用一维与三维多体系统仿真体系对某3缸发动机扭转振动进行了分析预测,并进行试验验证,而且对3缸机的扭振特性与扭转控制进行了深入解析与研究。结果显示,虚拟样机能够精确地复现发动机的实际工作状态,其曲轴系上采用的非承载式曲轴扭振减振器使该款发动机的扭振保持在较好水平。