涡轮增压柴油机高原供油策略调节方法研究

为解决某6缸涡轮增压柴油机在海拔2 500 m及以上时最大扭矩点增压器喘振和4 500 m时标定点增压器超速问题,在校验模型的基础上仿真研究了中冷后温度和供油量对压气机工作点的影响规律,即通过降低中冷后温度或减少喷油量可增大喘振裕度。最后调整得到各海拔高度下的供油策略,应用该供油策略后增压器可工作在安全可靠的工作区间内。

飞行器质心平衡供油策略优化研究

飞行器油箱内油量的分布和供油策略会导致飞行器质心的变化,因此,制定各油箱的供油策略是飞行器控制的一项重要任务.对于给定的飞行器,分别在其平直飞和俯仰状态下,给出了其质心的计算方法,并根据飞行的相关数据和要求,建立数学模型,使得飞行器质心与理想质心欧氏距离的最大值达到最小.为了求解该数学模型,提出了一类基于二次规划的求解方法,并求得了各油箱相应的供油速度曲线.此外,还给出了飞行器各油箱初始油量分配的一种方法.数值实验表明所提算法有效且精度较高.

基于贪心-SQP的飞行器供油策略动态规划

针对飞行器质心平衡油箱联合供油策略问题,提出了基于“贪心-SQP”的分段快速优化方法•首先建立了多油箱的联合供油数学模型和供油策略优化模型,然后通过贪心策略将飞行器在执行飞行任务期间内的油箱供油问题,拆分成多个时段下油箱连续供油策略的制定问题,并采用序列二次规划算法(SQP)对每一时间段内每一时刻的供油策略进行优化求解.针对由于油箱切换导致的供油速度突变问题,采用多项式插值法对油箱切换时刻的突变点进行平滑处理.仿真结果表明,所提出的油箱实时供油优化模型具有较好时效性和较高的准确度,可用于指导执行飞行任务中采用若干个油箱进行联合供油的飞行器制定供油策略.

飞行器质心平衡供油策略优化

针对第十七届中国研究生数学建模F题展开研究,主要对飞行器质心平衡下的油量分布和供油策略进行分析和建模.首先,探讨飞行器发生俯仰时对质心的影响.对5种形状(矩形、三角形、2种梯形和五边形)进行俯仰角讨论,找到油面切换的临界值θ,得到9个质心公式,从而计算出飞行器的质心坐标.然后,探讨不同供油策略对质心位置每时刻的影响.在飞行器“油箱状态”、“同时供油”、“供油时间”、“供油速度”四个角度所提出的7个约束条件下,设计贪心策略,提出供油策略单目标优化模型.接着,探讨了不同油箱初始载油量和供油策略对质心位置每时刻的影响.求解分为“初始油量分配”和“供油策略搜索”两个阶段.采样了5个初始总油量,通过两个单目标优化模型,得到质心间的欧式距离最大值与油量之间的关系,并进行拟合,发现当初始总油量为8080.1467千克时,得到最佳分配方案.最后,探讨不同俯仰角度和供油速度对质心位置每时刻的影响,通过综合使用问题一质心公式与问题二的供油策略单目标优化模型求解.

飞行器质心平衡供油策略优化问题研究

由若干油箱联合供油的飞行器在执行任务时需要制定合适的供油方案,以避免因姿态过大发生失控、坠毁事件.飞行器质心平衡供油规划是一个多约束的优化问题,首先建立质心模型,计算飞行器飞行过程中的实际质心,然后提出一种基于投影的梯度下降算法求解该问题.该算法将油箱的供油速度投影至可行空间寻求最优解.同时为了得到全局最优的供油策略,还提出一种组合供油策略.该策略优先耗剩余油量最多的油箱,然后选择使质心偏差最小的供油速度.最后,通过仿真数据验证模型的有效性和准确性.实验结果表明,质心模型和供油策略模型能够规划出合理有效的供油方案.

液压四足机器人油源流量自适应控制研究

在保证机器人正常运行的前提下,为了控制方便,通常液压四足机器人的油源采用恒压恒流的供能方式,这将会导致机器人驱动功率远低于油源提供的功率,造成了严重的能源浪费。为了减小能量损失,提出变流量动态供油策略。介绍油源的变流量控制基本原理,通过负载预测得到各个液压缸速度大小,再结合阀控缸的数学模型推算出单腿在运动过程中实时供油流量需求,并建立仿真模型与机器人样机实验验证流量自适应控制的有效性。实验结果表明:利用油源流量自适应控制策略,液压四足机器人的节能效率相比恒流量供能系统提高了56.51%。

多油箱飞行器的质心平衡优化控油策略研究

针对携带多油箱的飞行器在不同供油策略下质心存在偏移的问题,通过将时间离散化,结合坐标变换及矢量合成方法求得质心变化曲线,研究了飞行器俯仰姿态变化带来的质心变化问题;简化模型后,根据计划供油曲线的不可微点得出供油组合,并提出了备份油箱自适应供油的算法,研究了在给定任务规划条件下,使得瞬时质心关于理想质心的最大距离达到最小的供油策略.仿真结果表明,该策略能够降低多参数寻优的复杂性,与顺序供油相比,实际质心与理想质心的偏移更小.

低速二冲程柴油机活塞环缸套润滑模型及相关软件开发

在传统润滑模型基础上,将活塞环润滑特性、活塞环动力学、滑油输送、活塞环窜气、几何结构参数、缸套变形、固体颗粒等多种因素进行耦合,建立一个专门为低速二冲程船用柴油机结构和供油方式设计的供油润滑模型,并对活塞环间窜气及缸套表面特有的表面织构与油槽结构进行了研究。结果表明,低速柴油机活塞环在整个行程中跨越动压润滑,混合润滑和边界润滑3个区域,这使润滑油的供给条件及固体磨粒的存在直接影响着活塞环缸套摩擦副的润滑状态。

飞行器供油方案规划与质心轨迹逐步寻优策略

飞行器携带的燃油的油量、重心、惯性矩等对飞行器不同姿态下的质心影响较大.通过理想质心曲线的高阶差分分析研究飞行器供油系统分布及供油策略,确定油箱启停时刻,利用梯度下降法逐步寻优,使得实际的质心位置尽可能逼近理想的质心位置.当飞行器俯仰角随时间变化时,结合贪婪思想,设计一种粗粒度寻优与细粒度寻优融合的方法,通过梯度计算,构建锥优化问题,求解得到整个任务执行过程中高精度的供油策略.

高压油管的压力优化与仿真研究

高压油管压力的稳定性对提高发动机效率起着关键的推动作用,燃油进入和喷出油管是造成油管内压力波动的主要原因。因此,对燃油进行合理控制十分必要。文章主要利用计算机仿真技术对高压油管内部压力进行模拟、优化,最终得出合理的喷油和供油策略。首先通过凸轮角速度得出柱塞的运动规律,再结合柱塞腔体积、压强和高压油管压强之间的关系,利用计算机仿真对发动机工作过程进行迭代,计算得出维持油管内压强稳定的最优凸轮运动角速度,最后对单喷油嘴系统仿真模型进行优化以适用于双喷油嘴系统,在保证高压油管内压力稳定的情况下,确定双喷油嘴系统下的喷油和供油策略,使得油管内压力波动程度再度降低。

多约束条件下某智能飞行器质心平衡优化

飞行器各油箱内油量的分布和飞行器供油策略将导致飞行器质心的变化,进而影响飞行器姿态控制。以某智能飞行器为研究对象,通过建立各飞行姿态下油箱质心位置与飞行器整体质心位置间联系的数学模型,将飞行器供油策略问题转化为使用贪心算法搜索每一时刻的最佳供油油箱及其供油速度的最优解问题。在各个油箱初始油量未知的条件下,选用收敛性好、运行效率高的LDM PSO算法(改进权重粒子群算法)进行供油策略求解,实现飞行器的质心平衡优化。所建立的算法有效解决了遍历规划的运算复杂性问题,为飞行器质心平衡供油策略规划提供参考。

2020年中国研究生数学建模竞赛F题赛后评述

2020年中国研究生数模竞赛F题的题目是“飞行器质心平衡供油策略优化研究”,作者参与了本题的命题和评审工作的全过程.介绍命题思路、解题方法和评审中发现的问题,以便读者在赛后进一步学习和研究.