混联式HEV能量控制系统鲁棒控制器设计

为了防止混联式混合动力汽车(HEV)能量控制系统由于干扰而发生工作模式之间误切换,利用鲁棒控制理论,采用遗传算法选取加权函数,设计了基于混合灵敏度的H∞鲁棒控制器.与PID控制器控制效果进行仿真比较,调节时间减少了41.3％,超调量降低了14.7％,表明控制器提高了系统的稳定性和快速性;同时对外界干扰和参数不确定性具有良好的抑制功能,提高了混联式HEV能量控制系统抗干扰能力,有效抑制了误切换,获得了平稳的驾驶性能.     

履带车辆传动系统换挡工况瞬态动力学分析

提出了一种分析履带车辆动力传动系统瞬态动力学行为的仿真模型。首先,考虑离合器非线性摩擦系数和齿轮间隙等非线性因素,分别建立发动机、离合器和齿轮副等部件模型并集成为一个动力传动系统集中参数仿真模型。其次,以履带车辆油门开度突变这一瞬态工况为例,分析了过程中发生的齿轮反冲、脱啮和离合器粘滑颤振等动力学现象的机理。最后,利用小波变换进行了时频分析,辨识出了瞬态动力学行为的发生时刻和其在输出转矩中的频率成分,结果表明对应频率为114 Hz的轮齿反冲对传动系统输出转矩有显著影响,频率范围在1 500~5 000 Hz的摩擦元件颤振对输出转矩仍有一定影响,而5 k Hz以上的高频振动则对输出转矩的影响较小。     

泵站用行星齿轮变速传动装置的设计

基于泵站的更新改造,针对目前国内泵站采用直联传动的现状,结合泵站变速调节的优点,提出了采用行星齿轮变速的泵站传动装置.该传动装置由行星齿轮变速和齿轮减速两部分组成,行星齿轮变速由一排2X-H型行星齿轮传动及控制变速器运动输入的两个离合器和两个制动器组成.通过分析行星齿轮的运动得到了变速比.通过对行星齿轮两种配齿方案的计算和分析,确定了用于泵站的行星齿轮传动变速方案：选用转速为1 500 r/min的电动机,行星齿轮变速的两种传动比为3和1.5.经过配齿设计,得出泵站所需要的输出转速为250 r/min和125 r/min.采用行星齿轮变速传动也可以满足南水北调工程泵站流量和扬程变化大的特点.     

基于速度矢量图的汽车自动变速器教学研究

针对当前行星齿轮式汽车自动变速器工作原理复杂及大多数教材讲解不到位的现状,采用理实一体化的教学模式,通过速度矢量图分析挡位动力传递路线并计算传动比,深入分析单向离合器的工作特性、液压系统的设计特点,以及辛普森式、改进辛普森式、拉维娜式等典型行星齿轮自动变速器的内在结构特点,提高学生的综合实践能力和创新思维能力,为自主设计自动变速器提供依据。     

基于齿轮齿条传动的新型二冲程发动机的设计

介绍了一种新型基于齿轮齿条传动的二冲程发动机的设计方案,它是以一双齿条和一对不完全齿轮以及锥齿轮系为核心结构,通过不完全齿轮与齿条的间歇啮合作用,将活塞的直线运动经过锥齿轮系合成输出为连续回转运动;并对其输出速度、转矩和侧压力进行了理论分析,然后通过ADAMS动力分析软件对新型发动机和传统曲柄连杆式发动机进行了建模和仿真,并对其动力输出特性进行对比分析,突出其输出无侧力、动力输出平稳且结构简单高效的特点。     

步行式插秧机电控行星齿轮变速器的设计与仿真

介绍了一种可以应用与小型步行式插秧机上的蜗轮蜗杆与行星齿轮机构组合的变速传动系统,动力由行星齿轮的太阳轮作输入,行星架作输出,齿圈与蜗轮组合为一体,在电控蜗杆的作用下对行星机构做调速运动,可实现机械直接传动与电控变速与转向。为了验证机构的可行性,分析了蜗轮蜗杆与行星齿轮传动机构的模型,并通过UG实体模型和Adams运动学仿真分析,结果表明该结构合理可行。     

混联式拖拉机功率分流负载特性的研究

本文针对新型农业机械混合动力拖拉机,对常见的三种混合动力源布置方式进行了说明,并引出了目前应用最广泛的混联式混合动力在拖拉机上的应用。为分析混联式拖拉机的功率分流负载特性,本文阐述了三种功率分流方式,并对动力耦合机构进行了设计构型。依据杠杆法则,对动力耦合系统进行动力学分析,最后得出动力分配星系和太阳轮系的功率分流负载特性。计算分析转矩、转速、功率三者的关系后,得出能量损耗和传动效率的变化,绘制了分流特性曲线图,并由此得知,当混联系统出现两个机械点,MG1电机的转速与MG2的转矩均趋近于零点,随着系统传动比增加,MG1电机的转矩和转速改变方向（负变正）,并开始增大,反之,MG2电机的转速逐渐减小并改变方向（正变负）,转矩则迅速增大。     

混联型混合动力汽车能量管理策略优

对一种混联型混合动力系统运行工况进行了分析.基于发动机、电机和蓄电池的效率图,建立了混联型混合动力汽车充电工况和放电工况的系统效率模型.放电工况以系统放电效率最大为优化目标,充电工况根据蓄电池荷电状态不同,分别以系统充电效率最大、系统充电效率与充电功率乘积最大为优化目标,对混合动力系统能量管理策略进行了优化研究,获得了汽车在不同运行条件下的发动机、电动机和发电机的最优控制转矩及转速.燃油经济性仿真结果显示,该混合动力系统在NEDC循环工况下的整车燃油消耗降低36.95%.     

混合动力汽车动力耦合装置传动设计与仿真研究

通过分析固定轴式和行星齿轮式机电耦合系统,提出一种新型动力耦合装置动力传动结构,确定齿轮啮合参数。运用UG NX8.0进行参数化建模、装配,并导入ADAMS中进行运动学仿真。将仿真结果与理论计算值进行对比,结果表明误差在合理范围内,验证了动力耦合装置设计的合理性与虚拟样机模型的可信性。     

整体矢量法分析行星齿轮自动变速器传动特性

行星齿轮机构的动力传递特性分析是自动变速器结构设计的重要部分。运用矢量法分析了单排行星齿轮机构的运动特性,在此基础上,利用整体矢量法分析改进辛普森和拉维娜式两种典型行星齿轮机构动力传递特性,计算了各自的传动比。分析对比这两种典型结构的异同,得出行星齿轮机构动力传递分析的一般规律,为自主设计自动变速器齿轮结构提供一种直观有效的方法。     

混合动力汽车动力传动系参数设计

根据整车控制策略和自动无级变速器（CVT）特性，以满足整车动力性指标为前提，从最大限度地降低电机、电池组容量和燃油油耗的角度，对装备CVT的并联型混合动力汽车的发动机功率、交流感应电动机特性、主减速器速比和转矩合成器速比等参数的设计依据及其匹配进行了研究。     

根茎类作物单摆铲栅收获装置驱动转矩特性研究

单摆铲栅收获装置的驱动转矩为4组单体转矩的耦合叠加且随负载周期变化,最大驱动转矩及转矩波动度直接影响了拖拉机功率匹配与功率利用效率。为研究收获装置驱动转矩特性,在工作单体受力分析基础上建立了单体转矩、驱动转矩、比功耗解析方程,结合离散元仿真分析了收获装置驱动转矩时域响应特点：单体转矩呈现每周期双峰、相邻周期强弱变化规律,受组间振动平衡与土壤粘塑性作用,驱动转矩呈现每周期双峰、相邻周期微变的规律,峰值约为单体转矩的1.2~2.3倍。为明确相关参数对驱动转矩的影响,开展了四因素三水平Box-Behnken仿真试验,建立了最大驱动转矩、转矩波动度、比功耗预测数学模型,仿真试验结果表明：振幅、振动频率、挖掘深度、前进速度、振幅与振动频率交互项均是最大驱动转矩、比功耗的主要影响因素,振动频率、挖掘深度对转矩波动度有较大影响。甘草收获田间试验结果表明：当挖掘深度为450~500mm时（工况1）,驱动转矩呈现每周期双峰、相邻周期强弱变化的规律,最大驱动转矩为797.17N·m、转矩波动度为2.54、比功耗为122.06kJ/m3、收净率为96.42%;当挖掘深度为350~400mm时（工况2）,最大驱动转矩较工况1下降约39.44%,转矩波动度下降约27.95%,比功耗与收净率基本不变。该研究可为单摆铲栅收获装置结构参数优化及根茎作物振动减阻节能收获研究提供参考。     

机电耦合对MHEV动力系统轴系振动的影响

对引起轻度混合动力电动汽车(MHEV)动力系统轴系振动的电磁因素进行了分析,揭示了机械和电磁两方面相互耦合作用对振动的影响规律。电机转子的电磁转矩、扭转刚度和阻尼的作用将改变原发动机系统轴系的动态特性。对电机助推和发电2种不同模式下系统轴系振动特性进行了理论仿真和实验的定性研究,两者结果体现了较好的一致性。     

基于功率跟随的混联混合动力汽车控制策略

针对某混联式汽车布置形式,分析确定了车辆行驶模式、模式切换过渡算法、行星排运动学限制模型,提出了基于功率跟随的整车控制策略.利用Cruise和Matlab软件,在Udc-auto循环工况下进行联合仿真.仿真结果表明:模式切换稳定,车速跟踪效果好,在车辆中高速加速工况下,可以控制发动机在最低燃油消耗线附近,控制策略和算法是可行的.同传统车辆相比,混合动力汽车控制策略可以实现在同一循环工况下节油55.42%.     

车用内燃机曲柄连杆机构动力学分析

利用柔性多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析模型。并根据所建立的模型 ,对车用D6 114B内燃机曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了仿真。通过仿真计算 ,得到考虑曲轴柔性时的曲轴主轴颈、连杆轴颈载荷 ,活塞、连杆等的惯性力以及内燃机的输出特性 ,为内燃机曲柄连杆机构的设计与改进提供了重要依据。     

液力偶合器部分充液流场数值模拟与特性计

利用CFD平台的滑动网格法与混合模型模拟液力偶合器流场的瞬态流动,得到偶合器内部速度与压力分布.总结了不同充液率下流场结构的变化及两相分布情况.基于速度、压力数值解计算了液力偶合器叶轮转矩,并计算出不同充液率下液力偶合器的原始特性.将性能预测结果与实验进行了对比分析,结果表明,数值模拟计算结果与实验结果吻合较好,基本反映了流道内部流动的基本特征.     

自激振动旋耕刀设计与减扭降耗性能分析

为实现旋耕作业减扭降耗,在国标IT245旋耕刀基础上设计了一种自激振动旋耕刀装置,对其工作原理进行了阐述。通过运动受力分析,完成了其大弹簧参数选型与弹簧心轴腰型孔设计。基于DEM-MBD技术,建立土壤-旋耕刀相互作用仿真模型,分析5种刀轴转速下国标旋耕刀与自激振动旋耕刀所受三向阻力与扭矩变化规律。仿真试验中,刀轴转速为150、200r/min时,减阻降扭效果不明显;转速为250、300r/min时,自激振动旋耕刀相比国标旋耕刀的减阻降扭效果较好,垂向阻力分别降低6.96%、10.41%,且平均扭矩降低率较大,分别为9.80%和19.63%,而转速达到350r/min时,减阻降扭效果下降。通过对2种旋耕刀仿真与土槽试验的平均扭矩进行分析,得出了国标旋耕刀与自激振动旋耕刀平均扭矩变化曲线的相关系数,分别为0.997与0.998,基本验证了DEM-MBD耦合仿真模型的准确性。对土槽试验中采集的Y向（耕作时刀刃振动主要发生方向）振动加速度数据进行频域分析表明,随着刀轴转速的增加,Y向功率谱密度幅值总体呈上升趋势,转速达到300r/min时,激振频率达到装置Y向的固有频率附近,此时发生共振,Y向功率谱密度幅值达到最大值。即此时旋耕刀获得最大能量,扭矩降低幅度最大,减扭降耗的效果最佳。     

力控和位置反馈型线控转向系统双向控制策略

针对线控转向系统中角传动比和力传动比控制存在耦合的问题,在研究线控转向系统结构和动力学特点的基础上,综合传统遥操作机器人双向控制策略的优点,并分析其对于线控转向系统控制的适用性,提出了力控和位置差反馈型线控转向系统双向控制策略,设计了路感电动机和转向执行电动机闭环控制方法。通过实车试验验证了所设计的双向控制策略有效性。结果表明,提出的控制策略可以满足转向系统控制精度,从而保证整车的转向性能。     

混合驱动系统动力耦合机构分类研究

混合动力系统在汽车领域已得到成熟应用,近年来向工程机械与农业机械等领域渗透和发展.在总结混合动力汽车传动系统功用的基础上,对混合动力系统的关键部件一动力耦合机构进行了分类研究,介绍了动力耦合机构的功能,并从不同角度对各种动力耦合方式进行了比较,总结了各种动力耦合方式的优缺点,最后分析了混合动力系统动力耦合机构的发展趋势,为我国汽车、工程机械和农业机械的混合动力化发展指明方向.     

混合动力汽车动力电池容量特性

针对混合动力汽车动力电池的特点，运用计算机软硬件设备构成测试系统，利用较易实现的电流积分方法来预估电量状态参数SOC，并进行了电池的实际容量特性试验，对电池电压、电流及温度进行了数据采集和监测。结果表明，利用该方法可得到较满意的电池电量状态参数估计。