混合动力镍氢电池荷电状态估计

针对混合动力镍氢电池,研究它的原理和特性,并选用Thevenin模型建立该电池的动态数学模型。考虑充放电效率(充放电倍率和温度)对电池荷电状态(SOC)的影响,在MATLAB软件里利用编程功能编写改进的无迹卡尔曼滤波(UKS)算法估算电池SOC的程序,再采用UDC工况实验对SOC进行仿真分析和验证。结果表明:UKS算法适用于估算混合动力汽车镍氢电池的SOC,而且比EKS算法具有更高的估算精度。     

基于GA的Thevenin模型改进及参数辨识方法

文章针对动力电池的等效电路模型精度和计算复杂度相矛盾这一问题,对传统的Thevenin模型进行改进:引入充放电欧姆电阻区分模块以及充放电滞后模块,改善了电池在不同状态下的欧姆特性,补偿了极化效应,提高了等效电路模型的预测精度。通过改进的Thevenin模型建立电池的等效电路模型,基于遗传算法(Genetic Algorithm-GA)对电池模型进行参数辨识,最后基于HPPC实验,将原Thevenin模型仿真电压、改进模型仿真电压与实验实测电压进行对比,改进模型和原模型的平均误差最高提高了0.84%。     

锂离子电池二阶阻容等效电路模型参数辨识

二阶阻容(RC)等效电路模型是一种能够很好地描述锂离子电池动静态特性的模型,但由于该模型中存在多个非线性参数,对参数的辨识造成了很大的困难。针对二阶RC等效电路模型的参数辨识问题,提出了一种基于信赖域算法的参数辨识方法。以10 Ah钛酸锂电芯为研究对象,根据混合脉冲功率特性试验得到的数据,建立以模型参数为自变量的目标函数,通过迭代更新信赖域和参数值,使目标函数值收敛至设定的阀值,最终完成模型参数的辨识。将辨识结果导入用MATLAB/Simulink/Simscape搭建的模型中进行仿真,仿真结果与试验数据的最大误差在1%以内,表明该辨识方法具有较高的精度,可用于工程实践。     

三种常用动力锂电池模型分析与比较

为了获得更优的用于电动汽车荷电状态(SOC)估计的动力锂电池模型,分别针对美国新一代汽车合作伙伴计划(PNGV)模型、Thevenin模型、Universal模型三种常用的适合于锂电池SOC估计的非线性模型在特定放电工况下利用matlab/simulink进行建模、参数辨识和仿真,依据实验结果分析比较其模型精确度、响应特性以及应用可行性。最终综合比较得出PNGV模型精度更高、鲁棒性强,也更加适合实践应用的结论。     

基于CFD的车用锂离子电池组散热特性仿真研究

研究了车用锂离子动力电池组风冷散热流场的计算流体动力学仿真计算方法 ,并以某气电混合动力电动客车为对象,建立了其电池系统的几何模型、电池热效应模型、传热数学模型,进而对该系统进行了CFD仿真计算,得到了散热系统的空气流场、温度场以及电池的温度分布。探讨了系统的散热特性,并分析了影响散热系统内电池散热的主要因素,为车用动力电池热管理系统的结构设计及改进提供技术支持。     

单行星排式混合动力汽车控制策略仿真及应用

分析了单行星排混合动力汽车的元件参数匹配要求,对发动机、电机和电池进行了参数分析验证,并确定了行星排齿数比系数k以及主减速器速比。采用AVL-Cruise软件中自带的单行星排式混合动力汽车的各元件参数搭建仿真模型,基于汽车的行驶阻力方程在Simulink平台构建了逻辑门限值控制策略。通过dll文件进行动态链接,实现Cruise和Simulink的联合仿真计算,分析了整车在NEDC循环工况下的汽车运行特性。结果证明,采用本控制策略可以使SOC值保持在较稳定的水平,电池得到了保护。同时验证了基于该模型及控制策略的混合动力汽车经济性、排放性和动力性可以满足要求。     

基于在线参数辨识和EKF的锂电池SOC估算

为了准确估算锂电池的剩余荷电状态(State of Charge,SOC),在2阶RC等效电路模型基础上,采用带遗忘因子递推最小二乘法(Forgetting Factor Recursive Least Square,FFRLS)对电池模型进行在线参数辨识,提高模型精度,联合扩展卡尔曼滤波算法(Extended Kalman Filter,EKF)对锂电池的SOC进行估算。在MATLAB环境下进行模拟仿真,仿真结果表明:FFRLS算法辨识后电池模型得仿真电压与实际电压得最大误差为0.029,平均误差约为0.0006,联合EKF对SOC的估算误差在绝对值3%以内,其中最大误差绝对值为2.6%。     

基于Simscape的锂电池建模与仿真研究

研究分析了一种基于Simscape的锂电池建模方法。通过Simscape语言建立一阶RC等效电路模型中各个组件的物理模型,然后在Simulink环境中按照等效电路中各组件的物理连接关系搭建锂离子电池的一阶RC等效电路模型,模型将考虑温度对电池的影响。模型中各组件的参数辨识将通过混合脉冲功率测试实验(HPPC)以及数值优化方法完成。模型验证结果表明,该方法所建模型能够准确地反映电池的动静态特性。     

混合动力叉车动力系统构型设计与动力装置参数匹配

分析了各种混合动力车辆动力组合形式的优缺点以及叉车的运行工况,提出了适合叉车的轴动力组合式并联混合动力构型;对发动机、ISG电机、发电机和镍氢电池等主要元件进行了动力参数设计;并对柴油机叉车和混合动力叉车进行了仿真计算,结果表明了混合动力叉车有良好的节能效果。     

供水系统模型辨识与动态特性分析

为掌握离心泵供水系统在不同工况下转速突变时的动态模型结构、运行情况及其特性,通过改进水泵供水系统的出口端阀门结构,搭建了新的离心泵调速供水试验系统.通过试验台的改进在试验中实现系统的阶跃输入扰动,较为准确地反映系统工况的变化并进行调速工况下的模型辨识试验.试验中使用虚拟仪器和高频电参数测量仪搭建测量系统,对供水系统中所需数据进行测量采集.试验基于阶跃响应辨识原理,采用最小二乘法,通过Matlab系统辨识工具箱对数据进行预处理并确定其传递函数,绘制所得传递函数的零极点图和阶跃响应曲线.对比分析发现,系统运行在升频的工况下时,其超调量和震荡情况明显大于系统运行在降频工况下.结果表明,离心泵供水系统是最小相位系统,数学模型为二阶惯性加时滞结构.其模型参数会随着工况的变化而改变,实时辨识和实时变参数控制更为适合该系统.     

叶片式可控阻尼减振器阻尼特性分析与试验

通过对叶片式可控阻尼减振器的结构分析,建立叶片式可控阻尼减振器的流体力学模型,模拟减振器内部流体结构,采用试验参数识别的方法确定模型参数,分析减振器的阻尼特性.阐明了减振器阻尼特性受到工作液温度、比例流量阀节流口开度以及连接臂端激励速度的影响以及比例流量阀对减振器"温衰"效应的补偿作用.通过仿真分析与试验结果的一致性对比,验证了所提方法的可行性和准确性.     

自动变速车辆坡道行驶自适应换挡策略

在分析汽车纵向动力学模型的基础上,运用改进型最小二乘法对整车质量与广义坡度进行实时辨识,以克服采用单一遗忘因子的最小二乘辨识法对变化不同步的参数辨识效果不佳的缺点。制定了自适应坡道换挡策略并进行了实车道路试验。试验结果证明,新型换挡策略能有效地解决了传统换挡策略在坡道行驶时的问题,能够更好地满足自动变速器坡道行驶的要求。     

基于改进型非线性最小二乘法的作物模型隐含参数估计

为了使作物生长模型中的参数最优化,提出了一种改进型非线性最小二乘法在作物生长模型中隐含参数估计的应用技术,针对多目标项的情况提出了权矩阵的自动计算方法。通过良好的人机交互界面,使得该方法更精确、更有效、更方便。实验表明：用该方法对作物模型进行参数优化后,再对番茄生长的动态过程进行仿真,对模拟值和实测值进行比较,两者拟合程度很好。     

数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究

提出理论建模-动态试验-多目标优化技术的广义结合部组参数辨识方法,该方法在综合考虑结合部组与被连接件间的双重耦合特性、构建导轨滑块系统广义等效结合部组模型的基础上,通过结构凝聚技术降低计算成本保证计算精度,最终推导得到约束状态下以阻抗形式表达的整体动力学模型,基于未知传递函数/阻抗数据信息获取,将理论建模、动态试验与多目标优化问题求解相结合对结合部参数进行辨识。实例表明,该广义结合部组参数辨识方法的辨识精度较高,模态频率及频响函数的误差非常小,该辨识方法有效。     

基于紊流模型的可控叶片减振器阻尼特性参数识别

通过对可控阻尼叶片减振器结构分析,建立基于紊流模型可控叶片减振器流量阻尼特性模型,模拟减振器内部流场结构,采用试验参数识别的方法确定模型参数,分析不同温度下减振器的阻尼特性。阐明了减振器在高温高速作用下,阻尼特性采用紊流模型综合流量参数研究的方法更为准确。最后通过仿真分析与试验结果的一致性对比,验证了所提方法的可行性和准确性。这种基于试验的参数识别方法具有普遍性,识别出的参数不仅具有数学理论推导的含意,还具备明确的物理意义,并且适用性强。     

添加配重的五杆式丹参移栽机构动力学优化设计与试验

配重法能降低五杆式丹参移栽机构的振动,改善其动力学性能.为获取所添加配重的最优参数,建立五杆式丹参移栽机构的动力学模型,在动力学模型的基础上建立移栽机构的动力学优化模型,运用多目标函数获取机构不同转速下所添加配重的优化参数,通过动力学分析,确定曲柄转速为60 r/min时所对应的配重参数为最优参数组合:曲柄AB添加配重...     

农用车电池包结构振动特性分析

在锂离子电池驱动的农用车辆中,电池包的抗振性是直接影响整车可靠性的原因之一。但在农用车辆行业,对电池包的振动特性研究较少,由商用车直接移植的标准电池包因机械振动方面原因引发的故障较多,严重影响整车的可靠性,且存在一定的安全隐患。本文利用有限元分析法建立电池包计算模型,对其进行模态分析和在振动条件下的动态响应分析,并通过台架振动试验以及跑车试验进行强度验证。分析结果表明,该分析方案能有效识别电池包低阶模态敏感部位,优化后的电池包在实验室振动条件以及实车试验下能保证强度可靠。该研究能为类似产品的研发设计提供有效的理论依据。      

增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型研究

以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明：仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4 065.5 g和3 994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。     

基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制方法

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上,结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明,采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性,且极大地降低了负载变化带来的控制误差。