基于小波分层解耦的氢燃料电池复合电源拖拉机能量管理策略

针对单一能量系统无法充分发挥其优势,无法较好满足拖拉机作业时随机载荷谱密度大的问题,设计了基于氢燃料电池、动力电池、超级电容并联的电动拖拉机复合式能量系统.基于Haar小波与逻辑门限规则的分层解耦控制能量管理策略,实现了负载需求功率的高频信号、次高频信号、稳态信号的分层解耦,并对解耦后的功率信号进行功率分配.进行了模型在环仿真测试,结果表明:与功率跟随式控制策略及模糊控制策略相比,所建立的分层解耦控制策略氢燃料电池平均效率在试验循环内分别提高了2.85%、1.21%,整车等效氢气消耗量分别降低了16.11%、6.88%.本控制策略可以在满足整车负载需求功率的基础上提高整车经济性,并使燃料电池以高效平稳的工作状态输出功率.

基于卡尔曼滤波的动力电池SOC估算

由于传统无迹卡尔曼滤波估算方法具有局限性,为了能准确估算动力电池荷电状态(state of charge,SOC),提出了一种基于无迹卡尔曼粒子滤波的动力电池SOC估算方法.以三元锂电池为研究对象,建立了电池二阶RC等效电路模型,通过对电池进行充放电试验辨识出模型参数,并验证模型准确性.采集了实际工况下的电池数据,分别用无迹卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和无迹卡尔曼粒子滤波算法估算电池SOC,在MATLAB中进行了仿真试验,并对估算的电池SOC进行比较.结果表明:无迹卡尔曼粒子滤波算法可以快速准确地估算出电池SOC,误差小于2.5%,优于另外2种算法.

柱前衍生化-高效液相色谱法测定凝胶敷料中透明质酸钠含量

建立了一种柱前衍生化-高效液相色谱法测定透明质酸钠凝胶敷料中透明质酸钠的含量,可有效实现复杂组成透明质酸钠凝胶产品的质量控制。采用强酸将透明质酸钠凝胶敷料中的透明质酸钠水解成氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸,利用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮与单糖还原性末端反应的原理,将氨基葡萄糖衍生化后,采用高效液相色谱法进行检测。采用Kromasil C_(18)柱分离,以乙腈-0.025 mol/L乙酸铵溶液(pH 4.5)作为流动相进行梯度洗脱,流速为1.0 mL/min,柱温为40℃。透明质酸钠的质量浓度在20~60μg/mL范围内与色谱峰面积线性关系良好,相关系数为0.9996,平均加标回收率为98.47%,测定结果的相对标准偏差为1.1%(n=9)。该方法受产品其他处方组成干扰影响小、准确度高、精密度好,可实现快速准确地测定复杂组成透明质酸钠凝胶敷料中的透明质酸钠的含量。

《车辆系统动力学》知行合一教学创新实践

针对高校扩招和企业对人才需求的提高导致毕业研究生质量跟不上社会需求的问题,分别从国家、高校、企业和学生四个层面对现状进行分析,利用现有教学条件对车辆系统动力学课程进行一系列教学改革。以实践为切入点,通过课程改革来提高学生学习兴趣、掌握各类软件使用,进而能够学会完成各类项目,实现理论与实践的有机结合。让学生能够通过课程学习基础知识的同时,拓宽学生知识面,提高学生的动手能力和团队意识,达到知行合一。为高校培育实践型、创新型人才提供有益参考,最终达到为党育人、为国育才的目标。

车辆系统动力学课程教学改革探索及实践

针对车辆系统动力学教学过程出现的课程内容不完善、学生学习兴趣不高、评价考核体系落后、学生实践创新能力差等问题,从教材、教学、实践几个角度入手,对车辆系统动力学课程进行教学改革。通过互联网资源完善课程建设,保证课程的前沿性,个性化教学促进学生深度学习,实现课程教学考核多样化,提高课程教学质量。引导学生参加专业实践和学科竞赛,拓宽学生视野,加强学生间的合作交流,提高学生的科研应用能力,为学生今后科研发展奠定基础,也为国家培养高质量研究型人才提供有益参考。

基于改进CEEMDAN-SVD的故障信号降噪研究

针对旋转机械结构复杂及振动信号强耦合所导致的噪声识别和提取特征困难的问题,提出了一种自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)与改进阈值筛选SVD算法对复杂噪声作用下的旋转机械振动信号进行降噪处理,运用信噪比与短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)、连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)分析来验证所用方法的有效性。实验结果表明:结合改进CEEMDAN与改进阈值筛选SVD算法对旋转机械振动信号进行降噪的效果较好,能有效的保留旋转机械振动信号特征信息,为后续利用旋转机械振动信号进行旋转机械的故障诊断奠定基础。

四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型建立与试验

针对现有拖拉机牵引性能预测模型未包含前后轮附着差异、载荷转移和前后桥运动不协调等因素对滑转效率和滚动阻力的影响,导致四轮驱动拖拉机的田间牵引性能预测精度较低。为此本文从拖拉机轮胎的驱动特性和载荷特性入手,通过引入轮胎指数、机动指数等特征参数,分别建立了土壤-轮胎驱动模型与包含轴荷转移的前后轮胎载荷模型;在牵引受力分析的基础上,考虑实际前后桥运动不协调性对总体底盘作业的影响,分别建立了整机滚动效率与滑转效率的预测模型,导出了包含轮胎规格、土壤特性、整机前后桥运动不协调特性、传动效率的四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型。针对模型多变量、非线性产生的求解难题,基于双维度迭代法设计了预测算法与流程;采用研究的方法开展了实例分析应用;针对预测模型的有效性验证需求,设计并开展了实车田间牵引试验,结果表明:最大牵引力与特征滑转率对应的牵引力的仿真值误差分别为1.41%与1.74%,滚动阻力误差为0.64%,较对照组准确度提升较大,总体误差较小。

基于庞特里亚金极小值原理的混合动力拖拉机节能控制

以某并联式柴电混合动力拖拉机为研究对象,分析其拓扑结构特点及工作特性,构建拖拉机旋耕、犁耕耦合动力学模型,以整机等效燃油消耗量最小为目标,电机功率和柴油机功率为控制变量、电池荷电状态为状态变量,建立基于庞特里亚金极小值原理的节能控制策略,基于Matlab仿真平台对该节能控制策略进行仿真试验。结果表明:与基于最佳经济性曲线的节能控制策略相比,所制定的基于庞特里亚金极小值原理节能控制策略能够合理控制柴油机和电机的运行状态,使柴油机、电机工作在高效率区,有效降低了拖拉机田间作业时的等效燃油消耗量。旋耕工况下,等效燃油消耗量降低10.44%;犁耕工况下,等效燃油消耗量降低11.20%。

改进VMD和LSTM的联合收割机装配质量检测方法

针对联合收割机装配精度不高和装配质量难以检测的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化变分模态分解(VMD)和长短时记忆神经网络(LSTM)的联合收割机装配质量检测方法。该方法首先利用SSA算法自适应寻优得到最优VMD分解模态参数K和惩罚因子α,然后利用最佳参数组合[K,α]将联合收割机振动信号分解成不同中心频率的本征模态分量IMF,并对各个IMF分别进行联合特征提取组成特征向量,最后将联合特征向量作为LSTM的输入,实现不同故障特征的分类。分析结果表明,SSA-VMD-联合特征提取方法分类准确率为98.1%,分别比集合经验模态分解(EEMD)和固定参数VMD高7.1%和6.1%,验证所提方法对联合收割机装配质量检测的优越性。

柱前衍生-高效液相色谱法测定重组Ⅲ型人源胶原蛋白修复凝胶中胶原蛋白

建立柱前衍生化高效液相色谱测定重组Ⅲ型人源胶原蛋白修复凝胶中胶原蛋白含量。将样品以6 mol/L盐酸溶液在110℃下加热水解24 h,采用12 mol/L氢氧化钠溶液中和,以2,4-二硝基氟苯(DNBF)为衍生化试剂,在弱碱性环境下,于60℃反应1 h,采用高效液相色谱法检测,色谱柱为Kromasil 100-5型C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm),柱温为30℃,流动相A相为0.05 mol/L乙酸铵溶液,B相为乙腈,梯度洗脱,流量为1.0 mL/min,进样体积为10μL,检测波长为360 nm。以脯氨酸为对照品,利用色谱峰面积外标法计算样品中脯氨酸的含量,再进行相对分子质量折算得到重组Ⅲ型人源胶原蛋白的含量。脯氨酸质量浓度在10~40μg/mL范围内线性相关系数为0.9996,低、中、高三个浓度水平平均回收率分别为96.00%、96.05%、94.98%,相对标准偏差为2.29%(n=9)。脯氨酸对照品和样品的衍生化溶液于室温放置24 h均保持稳定。该方法具有测定结果准确、专属性强等优点,可应用于重组Ⅲ型人源胶原蛋白修复凝胶中胶原蛋白含量检测。

农业装备电动化技术研究综述

随着电力电子和储能技术的发展,动力装备电动化已成为全球车辆发展的重要方向,在新能源汽车领域已得到成功应用,我国率先形成了完整的产业基础。目前,全球电动农业装备处于起步阶段,多以理论研究为主,尚无批量化生产的电动农业装备产品,发展电动农业装备具有产业优势。本文简要分析了电动农业装备关键部件及软件平台,重点综述了国内外电动拖拉机、电动微耕机、电动移栽机、电动果园作业机、电动播种机研究现状,并对电动农业装备与传统农业装备进行了性能对比,得出了不同农业装备的优缺点,为农业装备的应用场景分析提供了支撑。针对不同农业装备的农艺特点和电动化关键部件特点阐述了不同形式农业装备的应用场景。结合当前电动车辆发展状况及农业装备作业特点对不同电动农业装备发展瓶颈进行了分析,为电动农业装备的发展指明了方向,可为我国电动农业装备的发展提供参考。

基于非线性规划遗传算法的混合动力拖拉机控制策略

针对串联式混合动力拖拉机的特点,建立了整车动力学模型,设计了恒温器式控制策略、恒温器式+制动能量回收控制策略.为进一步提高串联式混合动力拖拉机的整车燃油经济性,采用非线性规划遗传算法(NLPGA)优化恒温器式控制策略关键参数.通过AVL-Cruise与Matlab/Simulink联合仿真,结果表明:3种策略均可有效地维持电池荷电状态在指定范围内.在犁耕工况下,基于NLPGA优化的能量管理策略的燃油消耗率比恒温器式降低了29.25%,比恒温器+制动能量回收式降低了9.35%;累计燃油消耗量分别比两者降低了31.50%和1.74%;电池荷电状态SOC比两者分别提高8%和6%.

复合电源式电动拖拉机能量管理系统策略研究

针对纯电动拖拉机电源系统能量输入单一、遇随机载荷时电池状态波动大等问题,对电池组的放电特性进行研究,结合拖拉机田间作业时突变载荷频繁的特点,采用一种多电池组复合式的电源结构,建立考虑实时功率和载荷波动的拖拉机动力学模型及基于功率波动比的模糊控制门限阈值逻辑规则的多电源协同输入模型。利用Matlab/Simulink与Cruise联合仿真进行测试验证,结果表明:车速恒定犁耕时,多电源协同输入模型在遇突变载荷时其锂电池的输出功率较单一电源模型而言得到有效的补偿,最高上升功率波动比由20.8%/s下降至3.6%/s,平均上升功率波动比由5.6%/s下降至2.7%/s,整机电能消耗量降低5.24%,避免单电池突变放电的发生,在满足电机动力的同时实现蓄电池输出功率大幅波动时的“削峰”“缓峰”,减缓电池SOC的“急降”,提高整车经济性。

增程式电动拖拉机驱动系统设计

使用单一能量系统的电动拖拉机驱动系统存在续航里程较低及难以适应较大功率段拖拉机作业的问题。为此,通过论证增程式电动拖拉机结构方案,研究了增程式电动拖拉机驱动系统设计方法。以东方红132.3k W拖拉机为实例,计算了主要动力参数,并基于AVL-Cruise平台,采用发动机启停+定点能量管理策略,对其动力性和经济性进行了仿真分析。结果表明:与传统拖拉机相比,增程式电动拖拉机最大爬坡度提高了6.1 2%,最大牵引力提高了4.3%,综合油耗降低了5.3 7%。该研究可为设计较大功率段电动拖拉机提供一定的理论参考。

多发伤患者血浆内毒素与AGI分级的相关性研究

目的通过研究严重多发伤患者血浆内毒素(lipopolysaccharide,LPS)水平变化,探讨LPS在多发伤病情严重程度及急性胃肠损伤(acute gastrointestinal injury,AGI)程度评估中的作用。方法将81例多发伤患者依据损伤严重度评分法(injury severe score,ISS)进行分组,ISS≤16分为轻伤组(42例),ISS>16分为重伤组(39例),对照组为正常的健康体检人员(40例)。轻伤组和重伤组每名患者在伤后第24、72、120小时分别被采取外周静脉血共计3次,对照组每名健康人员体检时被采取外周静脉血共计1次,血浆LPS检测采用动态浊度法,在相应时间点同时进行AGI分级,最后将血浆LPS与AGI分级进行相关性分析。结果伤后第24小时轻伤组和重伤组血浆LPS检测结果均较对照组有一定程度的上升(P<0.05),且重伤组较轻伤组上升的程度更多(P<0.05)。多发伤患者血浆LPS水平于伤后72 h达到峰值(P<0.05)。伤后第24、72、120小时多发伤患者AGI分级水平与血浆LPS水平均有相关性(P<0.05)。结论血浆LPS检测在评估多发伤患者创伤严重程度和AGI分级中有一定的临床意义。

非道路车辆静液压驱动技术研究及应用现状

静液压驱动系统可实现车辆无级变速,从而提高传动系统功率密度。论述了静液压驱动技术在车辆与行走机械领域的应用优势和发展趋势,研究了静液压驱动工作原理及配置方案,分析了开式静液压系统和闭式静液压系统,介绍了静液压驱动技术在农业车辆、工程车辆和军事车辆上的应用现状,讨论了限制静液压驱动系统性能提高的因素,并对未来新型液压复合传动技术进行了展望。

双电机耦合驱动电动拖拉机转矩分配策略设计

根据双电机耦合驱动电动拖拉机的动力传递特点,为了提高双电机运行效率,从而提高电池能量的利用率,提出了一种基于线性递减权重粒子群算法的双电机耦合驱动电动拖拉机转矩分配策略。结合粒子群算法的全局搜索特点与电机效率曲线,制定了适应度函数与惯性因子。仿真与标准粒子群算法对比表明:基于线性递减权重的粒子群算法收敛速度快,搜索结果更优。Simulink仿真与硬件在环对比表明:仿真结果在运输工况与犁耕工况下需求转矩相对误差分别为1.24%、4.45%,比标准粒子群算法的SOC变化量分别提升4.26%与5.81%。

非平稳行驶条件下重型汽车轮胎动载特性分析

为分析非平稳行驶条件下重型汽车轮胎附加动载特性、探讨与匀速平稳行驶工况下的差异,基于车辆行驶动力学理论,建立三轴重型汽车系统动力学模型和路面非平稳随机激励时域模型,采用MATLAB/Simulink软件仿真分析了车辆非平稳行驶条件下轮胎动载的响应规律,并与匀速平稳行驶条件下的分析结果进行比较。结果表明:车辆加速时轮胎动载荷幅值变大、减速时动载荷幅值减小;车辆等时通过同一段道路时,匀速平稳行驶时的动载荷较小;随着加速度、初速度和路面不平度的增加,动载荷幅值变大。研究结果可为精确模拟车辆轮胎动载荷、道路友好性分析和路面损伤破坏预测提供参考。

基于神经网络的底盘测功机控制策略研究

针对底盘测功机控制系统在动态控制方面延迟较高和误差大的问题,提出一种基于RBF(径向基函数)神经网络的底盘测功机控制策略。通过对比分析汽车实际运行工况与底盘测功机加载工况的动力学特征,建立了底盘测功机输出力加载模型。基于电涡流测功机的加载力输出特性设计了控制系统框架和RBF神经网络控制器。通过MATLAB中的S-function函数语言编写了控制策略,且在DCG-10E型底盘测功机上进行了硬件在环试验。对比PID控制下的加载力输出曲线,结果表明,输出力上升过程稳定且快速。本文验证了在底盘测功机上应用RBF神经网络PID控制策略的可行性。

电动拖拉机综合台架试验系统设计与试验

电动拖拉机试验具有测试对象多和物理系统复杂的特点,单一试验系统不能满足电动拖拉机性能测试要求。根据电动拖拉机作业特点,通过分析其动力传动系统数学模型,确定了以电动机效率、电池组放电特性为测试变量的设计任务。采用模块化方法,设计了能源系统试验模块、动力系统试验模块和电动拖拉机综合试验系统整体方案。通过研究试验系统总体参数设计方法,得到了加载电动机、电池测试系统和直流电池模拟器等部件的参数计算模型。通过试验系统硬件选型匹配,设计了可满足90 k W以下电动拖拉机性能测试的试验系统。在该试验平台进行了电动拖拉机性能台架试验,结果表明:试验测试误差与前期仿真分析误差在10%以内,设计的综合台架试验系统对电动拖拉机部件性能测试的适用性较好,满足整机性能分析和标定的试验需求。