基于优化功率跟随控制的E-REV能量管理策略研究

基于功率跟随控制的增程式电动汽车能量管理策略具有减缓电池寿命衰减与提高车辆NVH性能等优势,但存在阈值参数依赖性强、增程器启停频繁等问题,为此提出了一种基于优化功率跟随控制的E-REV能量管理策略。依据车速、SOC状态与驾驶员的加速踏板力度等信息特征,制定基于功率跟随控制的能量管理策略。在此基础上,针对固定规则参数的局限性,以车辆行驶总成本与SOC变化梯度为目标函数,结合灰狼优化算法对增程器启停功率阈值参数进行优化,减少发动机频繁启停现象。运用Matlab/Simulink搭建控制策略模型,并联合基于Simcenter/AMESIM搭建的整车物理模型进行仿真试验,结果表明:CHTC-LT循环工况下,优化功率跟随控制策略与功率跟随控制策略相比,SOC最大波动值降低了28%,增程器启停次数减少了28.5%,整车燃油经济性提升了6.89%。

基于CKF的四轮驱动电动汽车质心侧偏角估计

针对传统质心侧偏角观测精度不高、实时性能差的问题,提出了一种基于CKF算法的质心侧偏角观测器。首先基于CKF算法结合Dugoff轮胎模型,实时观测路面附着系数,计算实时的轮胎力。再结合七自由度整车模型,基于CKF算法,实时、精确观测车辆的质心侧偏角。最后,利用Simulink/Carsim联合仿真验证平台和硬件在环平台进行仿真验证。试验结果表明,CKF算法相比与传统无迹卡尔曼滤波估计精度更高、实时性能更好,较好的改善了传统质心侧偏角观测器在非线性条件下的观测精度。

基于GWO-LSTM的柴油机NO_(x)排放预测

柴油机NO_(x)是机动车主要的有害排放物质,精确测量NO_(x)排放有利于SCR尿素喷射的控制从而减少排放,而现有的氮氧传感器和通过标定获得的排放MAP均难以实现瞬态条件下NO_(x)的实时测量。使用主成分分析法(PCA)对全球统一瞬态试验循环(WHTC)的柴油机工况参数进行降维处理,基于长短期记忆神经网络(LSTM)搭建柴油机NO_(x)实时预测模型,并利用灰狼优化算法(GWO)对LSTM模型进行参数优化。结果显示:GWO-LSTM预测模型在未训练的数据集上的平均相对误差(MAPE)为3.23%,证明该模型能够精准实现柴油机NO_(x)排放的实时预测,并具有良好的泛化能力和可靠性,为以软件替代硬件实现柴油排放控制提供了参考。

车辆行驶速度模糊控制系统仿真研究

主要研究模糊控制理论在车辆行驶速度控制中的应用。介绍了一种参数自适应的模糊控制器的设计,并以柴油车为例,实现了控制系统的计算机仿真。仿真结果表明,该模糊控制器具有良好的控制性能。

高压共轨柴油机电控喷油器的仿真

高压共轨电控喷油器是共轨系统的核心部件,改善高压共轨电控喷油系统性能是提高柴油机整体性能和降低排放的有效手段之一。为此,介绍了共轨喷油器的基本结构和工作原理,并运用仿真软件对喷油器的电磁阀和喷油器体进行模块化建模。通过模型仿真分析结果,探讨喷油器主要结构参数对共轨喷油系统的影响,为高压共轨喷油器的设计和研发提供有效的依据。

基于神经网络的发动机控制系统故障诊断研究

通过比较发动机控制系统故障诊断的方法 ,针对基于神经网络的发动机控制系统的故障诊断推导出数学模型 ;并编制了采用双向联想记忆神经网络完成发动机控制系统故障诊断的学习与诊断程序 ,实现了仿真。

基于遗传算法的车辆行驶速度的模糊控制研究

研究并建立车辆行驶速度控制系统的数学模型,对这一复杂的高阶、非线性、时变系统,提出一种基于遗传算法的车辆行驶速度模糊控制新方法,该方法较常规的模糊控制具有更优的控制性能。仿真实验结果表明该车辆行驶速度遗传算法的有效性。

柴油机SCR系统故障诊断软件的开发与应用

针对电控柴油机SCR系统的故障诊断功能,研究了诊断机理,分析了监测参数,并选其特征值进行分类处理。以Visual C++6.0可视化集成开发环境为平台,设计了一套柴油机SCR系统机外故障诊断软件。诊断软件采用模块化结构和CAN总线技术,其中数据分析模块解析了J1939报文到CAN扩展帧的映射机制;数据库模块由MFC ODBC技术实现对Access数据库的管理。对故障诊断软件进行实机调试并设置故障处理验证软件功能,结果表明软件运行可靠,故障获取准确,为进一步研究柴油机SCR系统故障诊断提供了一种新思路。

柴油机SCR系统控制单元设计与研究

为降低车用柴油机氮氧化物排放,采用美国Freescale公司16位高性能控制芯片MC9S12XS128开发一套SCR(Selective Catalytic Reduction)后处理系统控制单元,进行微控制单元(MCU)模块、电源管理模块、输入调理模块、输出驱动模块、控制器局域网(CAN)总线通讯模块等硬件电路设计。根据SCR工作原理,制定控制策略,设计和完善控制程序。以一种四缸柴油机为样机开展欧洲稳态测试循环(ESC)排放试验,并与原机进行比对。试验结果表明:安装SCR后处理系统的样机,NOx比排放量低至1.713 g/(k W·h),较原机的8.421 g/(k W·h)降低了79.44%,其中NOx最高转化率可达92.53%,平均转化效率达73.21%。柴油机NOx排放满足国Ⅴ排放标准,控制单元性能稳定,达到设计要求。

船用柴油/天然气双燃料动力系统的控制与特性研究

应用现代电子控制技术,加装电控单元将船用柴油机改造成柴油/天然气系统。根据柴油机燃油供给系的工作特性,研究开发双燃料动力系统,设计以最少柴油引燃和自动加气至最大替代率的控制策略。通过电控单元完成纯柴油模式和双燃料模式之间的自动切换,实现双燃料动力系统最优控制。性能试验结果表明:柴油/天然气双燃料动力系统在相同工况下运行经济性和排放性明显提高。

NEDC循环工况法轻型汽车排放特性模拟计算

应用仿真软件建立了某轻型皮卡车的整车模型,以NEDC循环工况法为例进行了模拟计算,根据计算结果追踪分析了整个运行循环过程中发动机的运转工况和排放特性,并对主减速比、行驶工况及挡位的变化对NOx的影响做了分析研究。

基于Simulink的小型汽油机温度传感器故障自诊断软件开发

运用MATLAB/Simulink模型开发平台,采用飞思卡尔MC9S12XEP100单片机作为主芯片,选取典型的模拟量传感器温度传感器为研究对象,采用模块化的设计思想,开发了传感器故障诊断软件,通过特定的诊断算法以及容错策略判断传感器是否存在故障。在168F小型汽油机上,通过人为设置故障,验证了故障诊断软件的可行性。试验结果表明,该软件运行稳定可靠,诊断效果明显,对普通模拟量传感器的诊断软件开发具有指导意义。

基于优化支持向量机的发动机故障预诊断

为实现车用发动机故障预诊断功能,预测发动机可能出现的故障类型,保证车辆安全运行,提出一种基于灰色关联分析和优化支持向量机的发动机故障预诊断方法。通过台架试验获取发动机故障样本数据,应用灰色关联分析确定样本数据与发动机故障的对应关系,选取经过改进蝙蝠算法优化的支持向量机建立故障预测模型对样本数据进行分析处理,实现发动机机械故障的预测分类。对四缸柴油机活塞环断裂等故障的实际验证结果表明,该方法能够预测发动机的机械结构故障,故障预测准确率达到97.5%,且运算时间较其他算法有所缩短。

BP神经网络在双燃料发动机排放预测中的应用

运用BP神经网络(Back Propagation Network)的自学习以及非线性逼近能力,对双燃料发动机排气中CO、HC、NO_x和碳烟的浓度进行拟合和预测。搭建神经网络模型,通过采集双燃料发动机排气浓度数据对神经网络模型进行训练和验证。当BP神经网络训练过程中样本和模型计算值的线性相关系数R大于0.9,且用于验证的数据和模型运算值误差在可忽略范围内,则所建的神经网络模型能够有效预测双燃料发动机的排气浓度。训练结果显示,CO、HC、NO_x和碳烟浓度的模型计算值和实测值线性相关系数R都大于0.9,说明神经网络具有较强的拟合能力;验证结果显示,预测值和实测值的相对平均误差都小于10%,能够满足实际需求。结果表明,运用神经网络模型能够有效预测双燃料发动机的排放。

基于氧传感器模型的空燃比精确控制器开发

氧传感器在发动机运行过程中由于长期使用或环境恶劣等因素将导致其信号失真,为此提出模型算法替代氧传感器实物的思路,根据模型设计理念,设计一种实现空燃比精确控制的控制器。在Matlab/Simulink环境下,搭建空燃比控制器算法模型,主要包括氧传感器信号计算模块、模式调度模块和PI控制器模块。将由空燃比算法模型所得空燃比输入氧传感器模型,得到氧传感器信号值,将该信号值反馈到PI控制器模块中,进行喷油量修正,使空燃比控制在14.7附近。试验结果表明,该控制系统在没有使用氧传感器的条件下可将空燃比精确控制在14.31~15.01范围内。与装有氧传感器的电控原机相比,排放性能相似。

柴油机SCR系统控制策略研究与软件设计

为有效地降低柴油机排气污染物NO_x,结合模块化设计思想,在Matlab/Simulink环境下完成SCR控制软件的开发。软件主要包括数据管理模块、SCR状态模块、尿素量计算模块和任务模块,其中尿素量计算模块采用基本尿素喷射量计算、尿素量修正和闭环反馈调节的组合方式提高尿素量计算精度。软件经代码生成后刷写至SCR控制器DCU中,在试验台架上完成ESC和WHTC循环测试。试验结果表明:在ESC和WHTC试验循环下,NO_x转换效率分别高于79.09%和72.35%,经催化还原后排放值分别低于1.836g/(kW·h)和2.147g/(kW·h),满足国Ⅴ法规的限值要求。

高压共轨喷油器电磁阀仿真分析研究

运用AMEsim软件建立了高压共轨的电磁阀的模型,并对模型进行分析求解。得到了电磁阀驱动电压、线圈匝数、弹簧刚度、衔铁质量等参数对电磁阀响应特性的影响趋势,得出了一些重要的理论分析结论,为电磁铁设计提供依据,对电磁阀的开发和研制有一定的参考价值。

高压共轨柴油机起动工况的轨压控制

在柴油机起动过程中,多变的外界环境和高压油泵工作特性易导致轨压上升滞后和异常波动,直接影响发动机的起动性能,为此,精确控制起动轨压是提高发动机整体性能的关键。本研究以控制起动轨压为目标建立控制模型,通过与AMESim软件构建的高压共轨喷射系统物理模型联合仿真,验证控制器的性能。控制模型以燃油进出共轨管质量守恒原理为基础,建立轨压-计量阀(MeUn)流量计算模型,替代PID控制器完成高精度轨压控制。联合仿真迭代计算结果表明:起喷压力建立迅速,过渡工况轨压未出现超调,怠速稳态工况轨压波动幅值在±1MPa以内。

高压共轨柴油机轨压闭环控制模拟仿真研究

高压共轨系统是现代柴油机的核心,轨压控制直接影响到柴油机的动力性、经济性和排放性,轨压的稳态跟踪和瞬态响应性能是衡量轨压控制的重要指标。根据高压共轨喷射系统的物理结构和控制原理,创建了轨压控制和计量阀(MeUn)流量的函数关系,以此为基础建立Simulink控制模块实现轨压精确控制。通过与AMESim建立的高压共轨燃油喷射系统物理被控模型联合仿真,检测轨压控制模型运行效果,同时检验模型的可行性和完整性。仿真结果表明:轨压波动稳定且幅值变化较少,单次喷射中轨压下降量均在稳态轨压波动幅值内;动态轨压跟踪响应迅速且稳定;过渡工况下轨压平稳且未出现超调现象。

专家系统在切割机故障诊断中的理论与应用

本文介绍一个用于切割机电气故障的专家诊断系统。专家诊断系统与切割机控制系统通过信号联络线同步运行 ,能够实时地在线地检测和诊断步进电机的驱动电路。专家诊断系统以单片机 80 31为核心 ,采用产生式规则建立知识库 ,用广度优先搜索法进行向后推理 ,运用并行推理方式提高搜索速度。样机运行结果表明 ,专家诊断系统达到了设计要求。