直线电机/发动机系统轨迹跟踪控制策略

根据直线电机/发动机系统稳定运行时的活塞速度和位置关系,提出了基于比例积分(PI)控制器的活塞轨迹跟踪控制策略,并搭建了系统的仿真模型,用试验验证了仿真模型的精确性.仿真结果表明,在喷油量发生波动甚至失火时,该控制策略使得活塞轨迹在扰动发生后的首循环内就能回归参考轨迹,实现了对于活塞运动的有效和快速控制.

直线电机/发动机系统稳态运行综合控制策略

针对直线电机/发动机系统的稳态运行特性,建立了系统数值仿真模型,并利用样机台架验证了模型的精确性。对系统稳态运行过程中的扰动因素进行了分析,针对失火、撞缸、喷油量大幅波动等极限工况,采用整个行程通过电磁力控制、上下止点加以燃烧辅助控制的方法,提出了基于动子中点速度检测与动子轨迹跟随的稳态运行综合控制策略。研究结果表明:当扰动发生后,所提出的控制策略可以在3个行程内使系统恢复稳态运行。

发动机BSG电机解耦器系统敲击机理及抑制

为了提高发动机的性能及降低油耗,并且更好地做到发动机小型化-三缸机,现在很多发动机采用48 V轻混系统。三缸发动机的动力总成搭载48 V轻混系统,可以在启动工况及加速工况中降低发动机转速波动及降低发动机附件系统张力和波动。三缸机动力总成搭载48 V轻混系统会搭配解耦器系统,但是随之会带来一定的噪声问题。

计及悬浮系统影响的高速磁浮直线同步电机建模方法

为提高高速磁浮直线同步电机模型精度,基于电磁铁模块磁共能重构,提出一种计及悬浮系统影响的分布参数建模方法.首先,建立高速磁浮列车电磁铁模块的有限元模型,利用有限元数值分析获取电磁铁模块在不同工况下的磁共能数据,通过对磁共能进行傅里叶级数展开及多项式拟合构建磁共能的解析模型;其次,根据磁共能解析模型推导电磁铁模块的磁链、电压和推力方程;然后,根据列车编组数量和电磁铁模块数量分别建立左右两侧直线同步电机的数学模型,并通过运动学方程计算高速磁浮列车位置和速度;最后,通过硬件在环仿真系统进行实验验证.试验结果表明:本文所提建模方法与传统建模方法相比,推力波动幅值增加超过6.8%;并且所提方法可以准确表征悬浮系统对牵引控制的影响,当励磁电流谐波幅值增加0.5、1.0、2.0 A时,推力波动幅值分别最大增加54.3%、26.2%、83.7%;当励磁电流谐波频率为5、10、20 Hz时,推力的谐波频率最大达到5.14%,21.75%和14.17%.

斯特林型热声发动机驱动直线发电机的工作特性

为探索发电机负载与热声发动机之间的耦合规律,开展发电机负载和声学传输管对斯特林型热声发动机工作特性影响的理论与实验研究.自行搭建一套斯特林型热声发动机驱动单直线发电机的实验系统,通过控制发动机与发电机间球阀的开关考察发动机在有无负载情况下的工作特性,通过改变声学传输管长度考察声学传输部件对发动机输出特性的影响.研究表明,发电机负载使系统起消振温度提高,而接入发电机负载前后系统工作频率基本不变;通过优化声学传输部件可有效改善发动机的输出特性,提高发动机的输出压力振幅和发电机输出电功;计算结果表明,改善频率匹配可大幅提高热声发动机驱动发电机系统的性能.

二冲程自由活塞发动机-发电机系统设计与工作过程仿真研究

介绍了自由活塞发动机-发电机系统的结构设计和工作原理,详细分析了系统的工作过程,确定了系统整个工作循环的理论模型;在理论模型的基础上,对系统进行了工作过程仿真分析,并通过改变相关参数值研究参数变化对系统性能的影响规律。

航空发动机转速数控系统电机应用分析

对控制电机 (步进电机、伺服电机 )在航空发动机数控系统中的应用进行了研究 ,提出了以步进电机和计算机所构成的步进电机系统的数学模型以及伺服电机的应用模型 ,对比分析了伺服电机与步进电机对航空发动机转速数控系统的影响 。

直线步进电机在压路机发动机转速控制系统中的应用

本文介绍了采用直线步进电机作为驱动装置的压路机发动机转速闭环控制系统。直线步进电机具有结构简单、免维护、可靠性高、能实现位移的精确控制等特点，将其应用于电控油门装置上是一种先进的技术方案。文中详细叙述了该控制系统的组成及原理和控制程序的结构及功能。应用实践表明，采用上述控制装置取得了良好的效果。

用于混合电动车的直线发动机控制系统(英文)

研制了一种用于混合电动车的直线发动机/发电机动力系统。该系统的直线发动机样机是基于一款二冲程发动机原型机,经过机械结构和电控化改造后搭建完成的。根据初期的试验目标,设计了直线发动机试验台架测控系统,包括瞬态数据采集系统以及基于LabVIEW虚拟仪器的软件控制界面。利用基于Infineon公司的XC167CI芯片开发的控制器,进行软硬件的开发,实现了直线发动机的起动控制。验证了该发动机样机的可行性,对该发动机起动过程的运动特性做了探索性试验。该样机已正常运转。

直线发动机换气系统关键参数优化研究

针对直线起动发电一体机(ISG)/发动机系统中的二冲程直线发动机,搭建了GT-Power一维简化模型,并对其换气系统关键结构参数包括扫气比时面值、排气比时面值和扫气箱容积进行仿真优化研究,从而改善换气品质,提高直线发动机性能。研究结果表明:经参数优化后的直线发动机扫气效率为88.15%,提高了1.58%;捕获率为59.38%,提高了28.81%;动力性和经济性也显著提升。

多电发动机燃油系统设计面临的挑战和对策

针对IHI公司提出的由电动燃油泵和发电机系统组成的多电发动机燃油系统,探讨了实现这一系统所面临的电动燃油泵流量高精度计量、电动燃油泵低转速稳定运行、发电机系统低转速有效发电,以及发动机对多电发动机燃油系统的高安全性和高可靠性要求等4个方面的挑战。就上述4个方面的挑战,逐一给出对策:设计一种带流量反馈的电动燃油泵,以保证其高精度计量;分析低压离心泵低速增压和高压齿轮泵、电机的低速运行,给出相应的应用建议,解决电动燃油泵低转速稳定运行问题;采用永磁发电机系统,确保发电机系统低转速有效发电;采用发电机双余度电机系统,保证发动机对多电发动机燃油系统的高安全性和高可靠性要求。

直线ISG/发动机系统台架构建及启动试验研究

依照直线ISG/发动机系统的设计思路,分别自主开发了直线发动机及直线ISG电机样机,并将两者耦合构建完成了一套直线ISG/发动机系统。同时,基于直线位移传感器测得的活塞瞬时位置开发了直线ISG/发动机控制系统,并利用开发的位置跟踪模式的启动力换向策略进行了系统启动试验。试验结果表明,开发的位置跟踪模式启动力换向控制策略可实现系统活塞组件的运动换向,且直线ISG/发动机系统在启动点火首行程着火成功,着火缸压为1.38 MPa;相对传统启动方式的直线发动机系统,直线ISG/发动机系统启动过程具有启动频率较高、改善首循环混合气加浓、燃烧缸压变动较小、启动平稳的特点。

机床直线同步电机理想控制器设计及仿真分析

将非线性磁悬浮系统作为研究对象,建立合适的误差函数,在逼近过程中合理利用RBF神经网络,制定自适应律,该控制方法能够大大加强整个系统的抗干扰性。并开展仿真研究。突加负载下,NNDAC控制恢复所需的时间为0.068、动态降落为1.2×10^(-5)m;相较于SMC和PID控制恢复速度依次提升38.2%、77.3%,动态降落依次下降64.7%、76%NNDAC有效降低悬浮高度的变化幅度,增强其抗干扰性。模拟端部效应扰动下,NNDAC控制曲线几乎没有任何波动,且相较于SMC和PID控制其动态降落分别减小85.7%与95%,NNDAC控制有利于平缓气隙高度的波动,加强系统的抗干扰性。

永磁活塞机械电力发动机直线电机设计优化

永磁活塞机械电力发动机是一种新型动力装置,能协同实现机械能和电能耦合输出,满足多元动力需求。电动力结构的合理构型是提高电能转化效率的重要保证,以提高输出电流与减小定子损耗为目标,动子永磁体和定子槽的结构尺寸参量为设计变量,搭建电动力结构的设计优化模型。利用ISIGHT软件集成Maxwell软件对其动子和定子进行了优化分析,并对优化后的样机进行有限元分析。优化后输出电流有效值为2.1 A,提高了31.3%,定子损耗有效值为0.56 W,降低了21.2%,性能均符合设计要求。

液氧/煤油发动机用步进电机力矩加载系统设计

介绍了液氧/煤油发动机用步进电机力矩加载系统的设计,描述了以磁粉制动器为加载核心的电机力矩加载系统的结构和硬件、软件设计方案,重点描述了力矩加载系统的模糊PI控制算法,将PI控制参数进行了模糊化和解模糊处理,制定了模糊推理规则,实现了力矩加载系统PI控制参数的动态调整,提高了步进电机力矩加载系统的加载精度。实际应用证明:研发的电机力矩加载系统实现了对液氧/煤油发动机用电机的模拟加载和电机参数的测量,满足了电机的测试要求。

航空发动机转子试验系统电机温升研究

针对航空发动机转子试验系统电机经常发生的绕组过热烧毁故障,设计了1套航空发动机转子试验系统及其电机,建立了基于热网络法的电机温升模型,分别对超转、破裂和低循环疲劳试验进行电机温升分析。结果表明:对于超转、破裂试验,不同的加载时间对电机温升无明显影响,而试验负载转动惯量的增大会使电机温升线性增大;对于低循环疲劳试验,加载时间的延长可使电机温升减小,试验负载转动惯量的增大会使电机温升指数增大。

基于模糊扩展卡尔曼的直线感应电机无速度传感器控制

直线感应电机(linear induction motor,LIM)可实现无接触、无摩擦的直线运动,具有爬坡强、横断面小、低噪音等优势,在中低速磁悬浮与城市轨道交通中被广泛应用。其中,基于观测器的电机无速度传感器矢量控制方法,是解决速度传感器成本高、可靠性低、维护难等问题的有效途径。针对LIM速度辨识受系统内外扰动影响导致观测精度下降问题,提出基于模糊扩张卡尔曼滤波(Fuzzy Extended Kalman Filter,FEKF)的速度观测方法,提高观测器鲁棒性。首先在αβ坐标系下建立考虑动态边端效应的LIM数学模型,利用LIM的实时电流和电压作为输入信号,以电流、磁链和速度作为状态变量,推导出基于扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)观测器电机状态空间方程的离散模型,利用EKF对LIM的速度和磁链进行在线观测,并用于实现LIM的矢量控制。其次,为提高EKF的噪声协方差矩阵Q对LIM系统内外扰动的鲁棒性,引入模糊控制方法对矩阵Q进行自适应调整,实现速度与磁链的估计精度。具体通过计算系统理论残差与实际残差的偏离程度得到噪声调节因子,实时调整噪声协方差矩阵Q,并在下一周期更新模糊扩展卡尔曼的反馈增益矩阵,提高对速度与磁链的估计精度。之后对系统的能观性与FEKF的收敛性进行分析,探明矩阵Q中各参数的边界及整定规律。最后通过仿真和硬件在环实验验证所提FEKF优化算法的有效性,结果表明FEKF能有效提高对LIM速度辨识准确性,实现LIM无速度传感器矢量控制。

燃气发电机组发动机电控系统控制策略研究

就当前世界问题来看,最为突出的就是能源和环境的问题。据国家能源调查机构的报告显示,当前全球的资源和能源供应有着极大的压力,并且世界各个国家都要对能源的需求进行最大程度的限制,同时还要减少温室气体的排放,进而环节当前的环境危机和能源危机。因此,对于我国来说,对于燃气发电机组发动机的电控系统进行有效的控制是必要的。而在这一背景下,文章对燃气发电机组发动机电控系统控制策略进行相关探究。首先,文章对燃气发电机组进行简要概述,而后相应的总结了当前我国燃气发电机组发动机电控系统设计,最后为燃气发电机组发动机电控系统控制提供了几点策略。

考虑OAP影响的汽车发动机FEAD系统动力学特性研究

汽车发动机前端附件驱动(Front end accessory drive,简称FEAD)系统的动力学特性直接影响汽车的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness),进而影响汽车的安全性和舒适性。建立了考虑发电机超越皮带轮(Overrunning alternator pulley,OAP)影响的FEAD系统的非线性旋转振动模型。分析了OAP对FEAD系统动态特性的影响,得到了OAP系统刚度对张紧轮角度波动、带段B1和B3动态张力的影响。研究为FEAD系统和OAP的优化设计提供了必要的理论依据和实践指导。

车载综合电力系统发动机-发电机组控制策略概述

简要介绍了车载综合电力系统发动机-发电机组的概念和意义,结合一种新型车载综合电力系统方案,分别对发动机-发电机组中各部件的控制策略进行了分析,提出了发动机-发电机组的协调控制策略和算法将是下一步研究的重点和发展方向.