混合动力发动机动态轨迹优化研究

混合动力发动机动态工况变化贯穿于其运行过程的始终,因此对该动态过程进行优化并获取发动机的最优动态轨迹对于提高发动机经济性和排放性具有重要意义,而驱动电动机对于整车动力需求的补偿也使发动机运行轨迹的控制成为可能。针对混合动力发动机动态轨迹优化问题,采用场协同理论建立混合动力发动机动态工况效应场,并进行动态特性分析,将动态工况的最优化问题转化为工况场空间内的轨迹优化问题。利用空间轨迹优化计算方法将该轨迹优化问题进一步简化为场空间内的场效应累积数最小化问题,进而采用离散空间的最速梯度法进行求解,得到动态过程中针对不同目标因素的最优轨迹。仿真及多样本对比试验结果表明,该最优动态轨迹算法能够有效完成控制目标需求,实现了动态工况下目标因素的最优控制。

基于发动机运行区域动态边界优化的混合动力客车能量管理策略研究

针对插电式单轴并联天然气发动机-电机混合动力城市客车开发了整车控制系统和能量管理策略,完成了系统硬、软件设计并进行了试验验证。其中能量管理策略的开发是基于电池荷电状态和发动机最高效率区动态边界优化,即引入空间轨迹优化算法实时优化发动机高效运行的边界参数,以保证发动机能在所需模式和电池允许的SOC下尽可能运行于高效区域。在道路试验中,该策略能够使车辆在多种工作模式之间稳定可靠运行和切换,结果表明,搭载该整车控制系统的混合动力城市客车与同类型传统客车相比,0-50km/h的加速时间缩短15.8%,燃料消耗降低26.9%。

喷油器中压电执行器机电耦合特性研究

压电堆执行器由于响应性快、输出力大和耗能低等优点被应用到喷油器中。这些特性能够改善柴油机的性能,并降低排放。为进一步开发这种执行器的潜力,本研究通过试验对压电执行器的机电耦合特性进行研究。研究结果表明:在载荷为200~1 200N范围内,执行器位移和应变随载荷的增加呈现先增大后减小的趋势,且在机械载荷为800N时达到最大值。在电压为150V时,机械载荷为800N的输出位移比200N时的输出位移增加约为16%。建立基于线性压电效应和90°磁畴翻转效应的简化数学模型来对试验结果进行模拟,得出在不同的负载条件下,仿真与试验结果在较高机械载荷下显示了良好的一致性。

基于改进BB-BC算法的轮毂电机直驱赛车行驶策略优化

为了合理制定轮毂电机直驱赛车的行驶策略,缩短完赛时间,提出了基于改进BB-BC算法的策略优化方法。在分析传统BB-BC算法不足的基础上,通过引入混沌逻辑映射的方法,形成改进的BB-BC算法。利用Matlab/Simulink建立了轮毂电机直驱赛车整车优化模型并进行了实车验证,进一步对行驶策略进行优化研究。结果表明,改进的BB-BC算法不仅收敛速度快,而且可有效避免算法陷入局部最优解,优化后的行驶策略缩短了完赛时间,为后续实时策略的制定提供了基础。