电磁执行器直接驱动的AMT换挡机构

为提高机械式自动变速器(AMT)换挡品质并缩短换挡过程动力中断时间,提出了一种电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构。换挡机构运动总质量为1.37 kg,较传统全电式AMT换挡机构总质量(约1.78 kg)降低23%。对换挡过程进行了分段研究,并在换挡过程数学模型和AMT试验台架基础上,验证了设计方案的可行性。换挡机构换挡过程中无选挡操作,可实现挡位切换时退、进挡同时进行的功能,转速差为500 r/min、转动惯量为0.03 kg·m2,换挡时3挡至4挡的换挡时间约为120 ms,提升了AMT的换挡品质,且仍有进一步提高的余地。研究表明,电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构可实现自动换挡功能。

高速柴油机电控系统中电磁式执行器的研究

研制了用于高速柴油机电控系统的电磁式执行器，介绍了电磁式执行器的结构及原理．建立了电磁式执行器的动态模型，并对该电磁式执行器的稳态特性和动态特性进行了测试研究．发动机台架试验表明，电磁式执行器设计合理，具有较高的控制精度和良好的动态响应特性．可以满足高速柴油机电控系统的要求．

MEMS电磁执行器CoNi MnP永磁体阵列的制备

永磁材料在微电子机械系统 (MEMS)器件中具有重要的应用价值 ,例如微型开关、微型继电器以及微泵、微阀中作电磁执行器等。本文介绍了CoNiMnP永磁体阵列的制备技术 ,给出了工艺制备的实验条件 ,并利用SEM分析了阵列的表面形貌 ,电子能谱分析了永磁材料组分。实验结果表明 ,得到了很好的CoNiMnP永磁体阵列结构 ,具有较高的矫顽磁力的材料组分比例 :Co 85 %、Ni14 %。

微执行器中连续电磁驱动的数学模型

为了指导电磁微执行器的设计与开发研究,该文用解析法求出了微执行器中电磁连续驱动的数学模型,分析了衔铁位移与励磁电流的关系曲线及其各部分的物理意义,揭示了该曲线在铁心相对磁导率变化小或影响小的情况下存在极大值和失稳现象的规律:当衔铁的位移使磁路总磁阻减小1/3时,所需励磁电流最大,继续减小磁路磁阻时,则发生失稳现象。分析结果与实验结果相吻合。

应用二自由度电磁执行器的AMT换挡分段控制

为提高电控机械式自动变速器(AMT)的换挡品质,研制了一种新型应用二自由度电磁执行器的AMT换挡系统。介绍了执行器结构和工作原理并通过实验分析了其动静态特性。将换挡同步过程分为四个阶段,提出了以PID和模糊控制为主体的分段控制策略,并进行了仿真研究。最后研制了实验台架及控制系统,验证了新型换挡系统的可行性及提出的控制策略的可靠性。实验结果表明,提出的控制策略能够降低换挡同步过程的冲击度和单位面积滑磨功,能够提高换挡品质。

一种高功率密度的二自由度电磁执行器

针对高效节能的科技发展趋势,提出一种具有直驱特性和高功率密度的二自由度电磁执行器(two degree of freedom electromagnetic actuator,2-DOF EMA)。2-DOF EMA集直动与转动功能于一体,提高了系统结构的紧凑性;系统取消了运动转换装置,将电能直接转化为运动所需的机械能,从而提高其传动效率。在完成整体结构设计与三维建模的基础上,介绍了2-DOF EMA的工作原理并建立其系统数学模型,进而完成2-DOF EMA工作特性的仿真研究与台架测试工作。结果表明,2-DOF EMA的最大驱动力超过1 200 N,直线运动20 mm仅需14.7 ms;驱动转矩可达2.5 N·m,转过22°角位移需要的时间为13.5 ms,且仍有进一步提高的余地。

应用2自由度电磁执行器的AMT换挡控制

为提高机械式自动变速器(AMT)换挡品质,研究一种应用2自由度电磁执行器的AMT换挡系统。阐述了执行器的工作原理,建立了执行器电路、磁路、机械耦合的仿真模型,并对其进行了性能测试。执行器可输出1 200 N的电磁力和2.5 N·m的转矩,并具有较快的动态响应。将AMT换挡过程分成4段,在同步过程中建立换挡品质综合最优的目标泛函,采用最优控制使换挡性能达到最佳。设计了退选挡时序重叠协调控制方法。研制了换挡控制器并完成试验,结果显示在转动惯量为0.03 kg·m2、转速差为620 r/min时换挡,选挡时间17.8 ms,换挡时间为135 ms,冲击度为3.68 m/s3,单位面积滑磨功0.077 J/mm2。退选挡时序重叠协调控制可减少换挡时间11 ms。试验结果表明,结合设计的控制策略,该AMT换挡系统取得了较好的换挡性能。

基于遗传算法的柴油机电磁执行器控制研究

为满足车用柴油机日益严格的排放法规和更高燃油经济性、动力性的要求,需要优化和控制电控柴油机的运转参数。设计了以DSP56F807为核心的电磁执行器控制系统,通过对柴油机电磁执行器的分析,建立了电磁执行器的数学模型,用阶跃响应法确定了电磁执行器的传递函数,提出了基于遗传算法的PID整定方法,试验结果表明:此方法能取得令人满意的控制效果,可以成功地应用于柴油机的台架试验中。

基于自抗扰原理的电磁直线执行器电流换相技术

针对直线执行器的高速、高精度及行程模块化要求,在分析了自行研制的电磁直线执行器(EMLA)结构特点的基础上,提出了一种电流换相技术方案。推导出了EMLA的状态空间模型。采用自抗扰控制器进行电流换相控制,抑制系统运行过程中参数的不确定性以及摩擦等外部扰动。利用LuGre摩擦力模型进行仿真研究并和经典比例积分微分控制算法进行了对比。仿真和实验结果表明,该电流换相技术方案不影响运动平顺性,最大速度达3.1 m/s,验证了其有效性。

基于2自由度电磁执行器的AMT换挡机构设计

为进一步缩短换挡时间和提高换挡品质,提出一种基于2自由度电磁执行器(2-DOF EMA)的电控机械式自动变速器(AMT)换挡机构。2-DOF EMA集平移(±10mm)和转动(±22°)于一体,且运动时互不干涉,可实现无中间传动环节的直接驱动换挡,平移质量和转动惯量分别较常规AMT换挡机构减小30%和80%以上。参考实车变速器和离合器的规格参数,研制了AMT换挡过程试验台架,通过试验验证了所提出技术方案的可行性。结果表明,该换挡方案可实现摘、选挡的"边摘边选"功能;常用换挡参数下换挡时,摘、选挡总时间控制在40ms以内,空挡至目标挡位的挂挡时间约为120ms,提升了AMT的换挡品质,且仍有进一步提高的余地。

发动机喷油器用电磁直线执行器动态建模与试验

针对发动机电控喷油器中电-机能量转换机构存在的问题,基于永磁自锁原理提出了一种电磁直线执行器(EMLA)。在考虑涡流、结构尺寸及边缘效应等影响因素下,采用等效磁路法建立了EMLA的动态模型,并通过仿真数据与样机试验数据的对比,验证了动态模型的正确性,使其可作为分析EMLA动态特性的有效工具。分析表明,EMLA在0.5 MPa开启油压条件下其过渡时间为1.57 ms(行程0.25 mm),满足发动机高速喷射的要求,并且因其无需保持电流而可提高发动机的经济性。

基于CMAC与PID的电磁执行器并行控制

设计了以DSP56F807为核心的柴油机电磁执行器控制系统,提出了电磁执行器CMAC与PID复合控制算法,在MATLAB/SIMULINK下进行了电磁执行器控制仿真,通过控制试验验证,此方法可以取得令人满意的控制效果。

车辆悬架用电磁执行器的建模与试验研究

应用电磁感应的基本原理,设计了一种新型的车辆主动悬架用电磁直线执行器,该执行器具有响应快,出力大和动行程大的特点。通过两种不同的建模手段,即有限元建模和集总元件动力学建模的电磁力仿真对比分析,两者基本吻合,表明了执行器模型的准确性。利用所建立的有限元模型,研究了执行器结构参数如气隙厚度和次级铜层厚度对电磁力的影响规律,并选取合理的参数进行执行器的样件试制。通过对加工后的样机模型进行电磁力响应的试验测试,并分别与有限元模型和集总元件动力学数学模型进行相应的比较,试验数据与仿真结果基本一致,进一步验证了模型的准确性。

基于LSSVM的电磁直线执行器位移估算研究

针对电磁直线执行器应用中由于位移传感器而产生的结构紧凑性下降、成本高以及可靠性降低等问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的位移估算方法。应用多目标粒子群优化算法,以准确度和均方根误差(RMSE)为优化目标对正则化参数和核宽度参数进行多目标优化;在特定工况下训练模型。模型应用与仿真实验验证结果表明:在不同负载力工况下估算控制准确度为98%以上,RMSE为3×10^(-4)以下;以不同位移控制目标对电磁执行器进行控制,准确度为98%以上,RMSE为3×10^(-4)以下。

斥力式电磁位移执行器研究

设计了斥力式电磁执行器,该执行器利用永久磁铁与电磁铁间产生的磁斥力工作,具有平衡点唯一、线性度好、滞环小等优点。讨论了永久磁铁与电磁铁同极间的斥-吸力逆转现象并提出了解决方案。进行了特性试验,试验表明在不同的气隙下,电磁力与电流之间均具有良好的线性关系,且滞回曲线很窄,几乎重合;执行器力-位移特性曲线单调、光滑。此外,在单缸柴油机上进行的装机试验也表明即使在不使用任何闭环控制的条件下,仅通过恒流控制,执行器就可以很好的工作,与吸力式电磁执行器相比性能有明显提高。

GDI喷油器电磁执行器D-FMEA分析

汽油直喷(GDI)喷油器电磁执行器是GDI燃油喷射系统中电子控制三大关键零部件之一,对发动机性能有很大影响。本文通过对电磁执行器总成及零部件各种潜在的失效模式及其失效后引起的后果分析,在设计中加以考虑,有效地提高了电磁执行器可靠性。

直列式喷油泵中电磁执行器的研究与控制

本文针对德国BOSCH直列式喷油泵的执行器进行了开环特性测试和闭环控制研究。

高驱动力密度短时工作电磁直线执行器研究

针对航空航天、车辆等领域对短时工作直线执行器高驱动力密度的要求,该文以提高驱动力密度为目的改进了执行器样机,研究了动圈式电磁直线执行器短时工作的性能。基于建立的执行器温度-电磁场双向耦合有限元模型,分析了目标有效电流与可持续工作时间的关系,研究了执行器高驱动力密度短时工作的性能表现和失效情况。同时,通过搭建的执行器性能测试系统,测试了样机的温升和输出力情况,测试结果与仿真分析吻合。结果表明,执行器样机短时工作的驱动力密度可达830 N/kg,是连续工作最大驱动力密度的6倍,可持续工作时间大于0.5 s。

从电磁执行器到压电执行器(下)

综上所述，为了提高柴油机的燃烧效率和降低排放，要求喷油规律非常灵活，可控制，并且要求多达5次甚至更多次的喷油，图6示出了一种典型的柴油喷射系统理想的喷油规律曲线。对图中曲线从1到5的各次喷油说明如下：

从电磁执行器到压电执行器(上)

众所周知，柴油机问世以来的一百多年间，它的喷油嘴都是依靠燃油本身的压力开启的，而且喷油嘴开启压力都是利用弹簧预先设定好的。喷油嘴开启时间的长短，或者说喷油量的大小，完全取决于喷油泵的出油口和高压油管内的压力如何变化。我国目前使用的柴油喷油器基本上都是这样的传统喷油器。