混杂系统鲁棒故障诊断

在混杂系统的参数性故障诊断中,由于参数的不确定性,会导致元件标称值发生偏移,错误报警频发导致常规自适应阈值的残差评估方法鲁棒性较差。针对上述问题,引入一种在故障检测阶段增强残差决策性能的方法。基于键合图(BG)理论,使用全局解析冗余关系在并网逆变器中进行故障检测与隔离,搭建BG的线性分式变换的混合诊断键图进行参数性故障诊断,可从模型中解耦出不确定部分,减少残差评估时上述错误报警现象且与增量键合图方法进行鲁棒性对比。在20-sim软件以中点钳位型逆变器为例验证了该策略的有效性。

基于键合图的风电系统功率变换器建模及仿真

作为风力发电系统中的重要接口部件,功率变换器的精确建模是风电系统建模的重要基础。功率变换器在工作时连续和离散的动态特性相互作用,给建模带来巨大挑战。针对功率变换器的不连续性和混杂特性,采用非线性阻性元件对开关器件等效,基于键合图理论构建功率变换器模型,实现其统一建模。借助Matlab仿真平台,采用Simulink子系统模块构建键合图仿真模型,仿真结果验证了模型的正确性,说明键合图作为一种工程系统的建模方法在混杂系统的建模上具有独特的优越性。

含间隙和干摩擦的连杆机构系统动力学研究

各种连杆机构铰链处存在的非线性因素对机构运行的稳定性产生巨大的危害,因此考虑间隙和干摩擦非线性因素同时存在对机构系统动力学性能的影响是进一步改善机构运行性能的重要基础。以四杆机构为例,对于连杆两端铰链处存在的间隙和干摩擦因素,采用开关键合图分别对其建立各自的向量键合图模型;在此基础上,建立间隙和干摩擦同时存在的铰链单元的非因果键合图模型,将其以整体模块形式嵌入四杆机构的向量键合图模型中,得到整体四杆机构混合键合图模型,由混合键合图模型最终建立机构的动力学方程;基于Matlab软件对所建模型进行数值仿真研究,得出非线性因素对连杆动力学性能的影响,对于控制连杆机构的运行精度和稳定性具有指导意义。

PRIUS混合动力汽车驱动系统键合图建模仿真

在深入研究丰田公司出产的 PRIU S混合动力汽车驱动系统及其各单元的动态关系的基础上 ,运用键合图原理对该系统进行数学建模 ,并应用 Matlab/ Simulink进行仿真计算和研究。研究表明 ,所建模型可以较准确地反映PRIU S的动态特性 ,并通过发现解决多动力耦合中弹性与柔性耦合影响导致的车速波动 ,证明使用键合图建模的优越性。

混合系统基于模型诊断建模问题研究

基于模型的诊断是为了克服传统故障诊断方法的缺点而兴起的一项新型的智能诊断推理技术,其应用越来越广泛。而混合系统是当前应用较多的动态系统之一,其故障诊断问题是当前研究领域的热门。在此介绍两种对混合系统进行诊断的建模方法,并对这两种建模方法进行比较找出各自适用方向,特别是应用MBD技术对混合系统进行诊断的建模方法,根据对实际航天生态系统建模说明混合键合图基本原理,为进一步进行基于模型的故障检测和故障追踪直至故障隔离和鉴别提供基础模型。

多组离合器参与的换挡过程混合建模与仿真

在分析多组离合器参与的自动变速器换挡过程特点的基础上,指出该换挡过程是由连续系统与离散系统组成的混合系统,进而提出基于键合图理论的连续系统和基于有限状态机的离散系统的换挡过程混合建模方法。在Matlab/Simulink和Matlab/Stateflow平台上建立了包含多种状态的东方红1302R型橡胶履带拖拉机液压机械无级变速器的换挡过程仿真模型,仿真结果表明该建模方法能很好地模拟自动变速器换挡过程中离合器的动态行为,并通过仿真分析了其对换挡品质的影响。

基于模型的混杂系统中控制器故障诊断方法

为解决混杂系统中控制器故障诊断问题,提出一种混杂系统故障发生在控制器与设备组件之上的新诊断方法,解决了控制器故障检测与诊断问题,并给出解决上述问题的基本诊断算法。实验结果表明,该算法程序简单且效率较好,对于复杂的被诊断对象可以满足实时性。

Insight混合动力电动汽车驱动系统建模与仿真

研究了本田汽车公司Insight混合动力电动汽车驱动系统及其各单元的动态特性,运用键合图原理对该系统进行数学建模.在假定的几种运行工况下,应用Matlab/Simulink对系统进行仿真计算和研究.研究结果表明,所建模型较准确地反映了该混合动力电动汽车驱动系统的动态特性,并能根据不同的控制策略修改系统的有关参数,方便地用于同类混合动力电动汽车的研究与开发.

混合动力车用单行星排的动力学分析

为了有效地实现行星齿轮机构的动力合成功能,文中采用键合图理论和方法建立了行星齿轮机构的动态模型,进一步建立了系统的状态方程,并通过其动力学仿真分析了其动态特性。该分析方法将有助于进一步实现混合动力车辆最佳传动方案的确定。

混合系统故障诊断的模态转换自适应阈值研究

混合系统是既有连续变量也有离散事件的复杂的动力学系统,混合系统中的模态转换及参数不确定性可引起残差突变,原因是不同的模态下有不同的元件参与,采用常数阈值或常规自适应阈值往往造成误诊和漏诊。通过搭建混合系统键合图诊断模型,在对参数不确定性进行区间估计的基础上,运用线性分式转换构造模态转换自适应阈值,解决混合系统故障诊断中的误诊和漏诊问题。通过车辆转向系统的故障诊断进行实例分析及检验,实验结果表明所提算法的正确性和可行性,为混合系统故障诊断提供了新的解决方案。

混成系统的分布式诊断方法

提出了一种基于分布式自动机模型的混成系统故障诊断方法。在分布式自动机模拟的混合键合图方法下,设计并实现了系统诊断。能够在系统模式动态改变时根据相应的时间因果图模型自动生成分布式时间因果图和分布式自动机。故障发生时,根据生成的时间因果图在分布自动机内进行诊断。分布式自动机将诊断空间分解成较小规模,从而提高了诊断效率。最后,在三容水箱模型标准测试样例上进行了系统测试,结果验证了本文方法具有较高的正确性及处理效率。

4-DOF混联机器人多能域动力学全解模型及试验

以4-DOF混联机器人为研究对象,分析了混联机器人的运动学,接着基于传统键合图建立了系统驱动部分(电动机和气动部分)键合图模型,基于旋量键合图建立了系统机械本体动力学模型,由于系统的并联部分引入冗余驱动,提出了采用输入力矩优化的方法,增加了1个补充方程,最终得到了该机器人完整的机、电、气耦合的多能域系统动力学全解模型。冗余驱动分支在随动和施加优化得到的力矩(力/位混合控制)两种情况下,借助键合图自动化仿真软件(20-sim)进行多能域动力学仿真;并进行样机的控制试验,将仿真与试验得到的驱动力矩进行对比,验证了所建机器人系统多能域动力学模型的正确性。通过试验可以证明:力/位混合控制时样机运行更加平稳且能有效提高机构的运动精度。

基于键合图的混合动力汽车建模与仿真

针对一套应用逆向差速器作为动力耦合机构的混合动力系统进行了研究,该系统结合了电机低速性能佳、低噪音的优点与发动机高速性能佳、能源供应链完整的特点,依据车辆在不同行驶工况下的功率需求以及驾驶员的不同车速需求,规划了混合动力系统的能量管理模式.本文重点分析了混动模式下的运动情形,采用功率键合图方法进行建模并推导其系统动态方程式,应用Matab进行仿真.仿真结果显示:依据BSFC将发动机设置在最佳经济转速内运行,控制HEV各动力组件的动态参数在高效率范围内运行,逆向差速器动力耦合机构满足车辆后轮需求功率,可实现低污染、低能耗的目标;应用功率键合图方法可准确地模拟车辆在NEDC2000行车模式下发动机、电机/发电机的性能变化曲线,该方法在混合动力驱动系统中多能量耦合的动态建模具有一定的优势.

MBD中通过混合键合图对混合系统建模

基于模型诊断即Model-based Diagnosis(MBD)对整个人工智能领域的研究起着重要推动作用,是为了克服传统故障诊断方法的缺点而兴起的一项新型的智能诊断推理技术,其应用也越来越广泛。而混合系统是当前应用较多的动态系统之一,其故障诊断问题是当前研究领域的热门。本文介绍应用MBD技术对混合系统进行诊断的建模方法,介绍混合键和图基本原理,通过混合键和图对混合动态系统建模,为进一步进行MBD故障检测和追踪直至故障隔离和鉴别提供基础模型。

基于键合图的电力电子电路建模与仿真

随着DC-DC变换器的实际应用领域的不断扩大,人们对变换器系统的稳定性提出了更高的要求,因此,精确而有效的建模和仿真对于变换器的发展有着重大的意义。本文以电力电子Buck电路为例,提出混合键合图模型和键合图平均模型两种模型,这两种模型都是在键合图建模理论的基础上,根据电路中开关控制方式的不同而得到的。首先经过分析得到Buck电路的两种键合图模型,并在GME(Generic Modeling Environment)软件中搭建模型,然后通过该软件将它转换为Matlab框图模型并仿真,最后将仿真结果与实际电路模型的输出波形进行对比分析,验证了两种模型的可行性和正确性。

基于键合图的混合动态系统故障诊断的方法

本文首先概述了控制系统故障诊断的概念,分析了国内外对于这一领域的研究水平和发展状况,并且分基于和不依赖于控制系统数学模型两大类介绍了一些主要的故障诊断方法。此外,本文针对当前应用较多的一种动态系统——混合系统,提出了一种基于键合图模型的故障诊断方法。介绍了混合键合图基本原理,通过混合键合图对混合动态系统建模,为进一步进行MBD故障检测和追踪直至故障隔离和鉴别提供基础模型。

混合动力电动汽车传动系统仿真研究

对双轴转矩结合式并联混合动力电动汽车,采用新型回流式无级变速传动系统,以SC7130轿车为设计对象,研究分析了新型回流式无级变速传动系统,确定了整车结构布局,制定了传动系统主要工作模式;应用键合图理论建立整车传动系统键合图模型,根据整车传动系统键合图模型列写状态方程,即整车传动系统数学模型;应用Matlab/Simulink建立了传动系统仿真模型,制定速比控制策略,并对传动系统进行仿真,分析整车的动力性、经济性性能,进一步优化传动系统参数。