电动车辆驱动控制系统仿真测试平台设计

为缩短电动车辆驱动控制系统的研发周期,降低多种危险工况下的测试风险,基于MATLAB/Simulink及车辆动力学软件CarSim,设计一个通用的电动车辆驱动控制系统仿真测试平台.该平台集成CarSim车辆动力学模块库、整车驱动控制模块库、电机模块库及"人-车-路"观测模块,针对不同型号的电动车辆,方便快捷地匹配不同类型的电机,设计整车驱动力控制策略.以此平台设计前轮独立电驱动车辆的驱动力分层控制系统,并对其进行多种危险工况下的仿真测试,仿真结果验证了所设计的驱动控制系统仿真测试平台的有效性.

电动汽车复合能源系统再生制动分段控制策略研究

为了提高电动汽车复合能源系统的制动能量回收效率,对蓄电池,超级电容和双向DC/DC变换器相结合的复合能源系统和常规控制策略进行了研究,改进了复合能源系统,使其具有3种再生制动工作模式,并提出了再生制动分段控制策略。在高速段、中速段和低速段3个不同的阶段,采用了不同的再生制动控制方式,并根据超级电容电压、电机转速等因素确定了各阶段间切换时刻。通过电机制动电流和各阶段切换时刻优化控制,实现了平稳制动。以微型电动汽车为搭载对象,对常规控制策略和分段控制策略在两种不同初始制动车速下进行了制动工况的实测实验。实验结果表明,在分段控制策略作用下,微型电动汽车制动平稳,制动能量回收效率得到了提升。

纯电动汽车液压再生制动能量回收系统的研究

针对纯电动汽车续驶里程低、蓄电池使用寿命短等问题,为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收效率,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。以二次元件的排量为变量对提出系统进行了原理性试验,得出了系统能量回收效率与泵/马达排量的关系;针对所提出的再生制动系统,分别进行了汽车制动工况和ECE-15工况循环仿真,分析了系统的制动能量回收利用率和节能效果;仿真结果表明了整车制动时,能量回收效率与泵/马达排量的关系;通过对比分析试验结果与仿真结果,得到了二次元件的参数和能量回收效率的关系。研究结果表明,在纯电动汽车上应用定压源飞轮液压再生制动系统,其续驶里程能提高25%左右,蓄电池放电深度降低,蓄电池的寿命也得以延长。

基于ICEPAK的EPS控制器的散热优化研究

针对EPS控制器中MOSFET管过热而造成控制器失效的问题,对EPS控制器的散热性能进行了分析。基于传热学理论,计算MOSFET的功率损耗并系统分析了控制器的散热路径,初步选择了散热器的参数并利用三维设计软件建立了控制器的仿真模型,运用热分析软件ICEPAK对控制器的仿真模型进行了数值模拟,得到了控制器稳态工作条件下的温度场。同时结合影响散热器散热性能的因素,分别以散热器热阻、质量和MOSFET温度为优化目标对散热器结构参数进行了优化。最后利用高低温交变试验箱和温度传感器,对控制器在高温、负载下的散热器底板温度进行了测量并记录试验数据。实验结果表明,控制器温度场的仿真是准确的,两者最大误差在15%以内,证明优化后的散热器结构是合理的,同时也验证了模拟仿真对控制器散热设计的可行性和有效性。

基于AMESim的纯电动汽车液压再生制动系统的研究

为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收率与汽车起步加速的动力性能,通过比较各种再生制动能量回收方案与储能方式,提出了在纯电动汽车的蓄电池回收制动能量的基础上加设液压制动能量回收系统。应用PID控制,在ECE-15循环工况下进行了仿真,并分析了整车的动力性能与能量的回收利用率。研究结果表明,在纯电动汽车上利用液压再生制动系统能够显著地提高整车的起步加速能力,并增加汽车的续驶里程28%左右。

基于汽车悬架的多目标优化方法的研究

为了解决汽车悬架的平顺性和操稳性相互耦合的问题,根据万向集团提供的W1车型的相关数据,利用多体动力学仿真软件Adams/car对海马W1车型进行了整车建模,并对该车型进行了平顺性和操稳性仿真。根据国标的评价指标对海马W1车型进行了评价,从而得到汽车平顺性和操稳性的初始性能水平。利用多学科优化软件iSight-FD和多体动力学仿真软件Adams/car进行了联合优化,采用多岛遗传法对评价汽车平顺性和操稳性的性能指标进行优化。优化结果表明汽车的平顺性和操稳性都得到不同程度的提高。评价汽车性能的多目标得到平衡和优化,从而有效的解决了汽车的平顺性和操稳性之间的矛盾。

基于MSP430F149的胎压采集系统研究

针对车辆道路行驶或轮胎台架实验过程中胎压数据实时采集和保存的要求,设计了一种胎压采集系统。该系统以超低功耗单片机MSP430F149为核心微控制芯片,采用了集成压力传感器YCS-01实时感应轮胎胎压的变化,并采用高容量、低功耗存储器AT24C512C保存了实验过程中采集的大量胎压数据,然后通过USB通讯接口,将保存在存储芯片中的胎压数据中传输到PC端;在软件设计上充分利用MSP430F149的低功耗特性来降低系统的功耗,并在理论上研究和计算了系统的功耗。最后进行了实验测试。结果表明,系统实际采样值与标准值的误差在±3 k Pa范围内,能够准确地采集胎压,验证了设计方案的可行性。该系统具有电路结构简单、功耗低、性能稳定和数据存储量大的特点,能满足轮胎实验中要求连续采集胎压瞬态变化数据的场合。

基于正弦力加载的力传感器动态标定技术研究

针对国内现有动态标定装置精度不高、重复性较差的问题,提出了一种基于正弦力加载的新型力传感器动态标定方法;对该标定方法做了详细介绍,阐述了该标定系统中最关键的正弦机构的工作原理;利用基于最小二乘的曲线拟合法对力传感器和位移传感器输出正弦电压的幅值进行了求解,并以此为基础,依据相应公式在LabVIEW中设计了数据处理程序,实现了对力传感器动态灵敏度的精确求解;搭建了实验平台,对Interface 1010AJ型力传感器进行了1 Hz^5 Hz的动态标定,并分析了实验结果。研究结果表明,该新型的力传感器动态标定系统具有良好的精度,其误差在1.5%内。

永磁直流无刷电机改进的单神经元PID自适应控制仿真研究

电机的控制方法对充分发挥永磁直流无刷电机使用性能起着关键作用,因此将智能控制方法应用到了永磁直流无刷电机的控制中。对永磁直流无刷电机的数学模型进行了分析,在Matlab R2008a+Simulink中建立了永磁直流无刷电机控制系统的仿真模型,为提高系统响应的快速性、稳定性和鲁棒性,提出了将改进的单神经元PID控制方法应用在永磁直流无刷电机的外环控制中。在验证了电机仿真模型正确性的基础上,对采用改进的单神经元PID控制算法的电机控制系统进行仿真研究,并将其仿真结果与普通PID控制算法仿真结果进行比对。研究结果表明,改进的单神经元PID控制方法具有较好的控制效果。

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。

基于神经网络的再制造自动变速箱检测及试验研究

再制造自动变速箱的性能检测和可靠性控制是变速箱再制造过程中的重要步骤,建立了一套基于神经网络的再制造变速箱振动检测系统。在对其振动数据进行分析处理的基础上,提取信号的典型时域特征作为BP神经网络的输入向量进行网络训练,提出了一种再制造变速箱振动检测的新方法。

基于ANSYS的电动汽车动力电池温度场的研究

针对电动汽车动力电池在各种工况下的温升以及电池成组后温度场分布问题,应用有限元软件Ansys,对电池0.3C、1C放电至截止电压时的温升进行热仿真分析;对成组电池0.3C放电至截止电压进行了温度场仿真;对电池单体,分析了在电池上添加散热肋片时电池的温升。结果显示:随着电池放电倍率的上升,电池的温升越高,电池内外的温度不均匀性越大;电池成组后放电时会产生热量聚集现象,使位于中间位置的电池温度进一步上升;散热肋片能使电池最高温度下降2℃左右,但由于电池包中电池间隙太小导致其增加散热效果不明显。

汽车自激馈能式减振器的仿真研究

为确定能够自动调平汽车的自激馈能式减振器设计方案的可行性,基于减振器内部结构及阀系特性,应用MSC.EASY5建立了自激馈能式减振器的仿真模型,应用ADAMS/CAR建立了某SUV的仿真模型,并通过ADAMS/CAR与MSC.EASY5之间协同仿真的形式实现了自激馈能式减振器与整车模型的集成;基于国标B级路面对所集成的整车模型进行了路试仿真试验。仿真试验结果表明,所设计的自激馈能式减振器能够回收车身振动能量,调节由于载荷变化引起的车身高度变化,对提高汽车性能具有积极意义。

TFSK-MFSK技术在近海数据传输中的应用研究

介绍了TFSK(Time Frequency ShiftKeying)-MFSK(Multiple Frequency ShiftKeying)的数据传输方法。该系统采用纠错能力很强的串行级联码对信号进行编码,串行级联码的外码选用(255,223)RS码,内码选用(2,1,7)卷积码,信号译码采用软判决维特比(V iterbi)译码方式。TF-SK-MFSK调制改善了MFSK因M增加导致频带利用率低的情况,能够更加充裕地组合各个频率进行信号传输,组合信号方式可借鉴跳频扩频思想,不容易受限于频率范围非常窄的水声信道,有效地对抗信号的干扰和衰减。

汽车废旧变速器再制造试验台的研究

再制造自动变速器的质量检测是保证变速器性能、提高其质量和竞争力的重要手段,据此提出了再制造试验台的设计方案。就再制造特点对传动系统、动力系统进行了设计,使其通用性强;测控系统采用可编程控制器和数据采集卡分别实现对试验台的控制与数据采集。通过实例,对再制造变速器进行拆解前的测试从而完善了变速器再制造流程,并针对拆解前的测试结果进行了换挡规律、油压测试。

随机信号在路面不平度仿真中的应用

重点研究了随机信号在路面不平度仿真中的应用,分别使用AR法和伪白噪声法在空间域下对C级路面进行仿真。仿真使用Matlab语言,仿真步长为0.1m,路面长度为10km。结果表明:两种仿真方法的计算量与所仿真的路面长度成正比,AR法计算量小,而伪白噪声法算法稳定性好,提高仿真精度的措施灵活。

大型正铲液压挖掘机工作装置性能的优化仿真

针对大型正铲液压挖掘机工作装置工作范围和挖掘力的性能优化问题,首先采用ADAMS/view开发了液压挖掘机工作装置的运动学仿真模型,通过对其进行运动学仿真得出了挖掘包络图与工作范围性能指标,并通过调整铰接点位置的优化方法对工作范围的性能进行了优化;然后利用ADAMS/Hydraulics开发了正铲液压挖掘机工作装置液压模型,集成于工作装置运动学模型,从而建立了工作装置动力学模型,对其进行了挖掘力性能仿真研究,通过调整铰接点位置的优化方法对最大挖掘力进行了优化。研究结果表明,通过采用该仿真优化方法,提升了工作装置的工作范围与挖掘力的性能,筛选出的最终优化方案,将作为研发大型液压挖掘机的设计依据。

基于DEFORM-3D的不锈钢切削力有限元仿真

为更好地研究金属材料的切削加工过程,以DEFORM-3D软件为平台,利用有限元方法对0Cr18Ni9不锈钢的切削过程进行了建模与仿真,分析0Cr18Ni9不锈钢的切削力变化规律以及切削速度和进给量对其切削力的影响,并同理论计算结果进行对比验证。研究表明,DEFORM-3D软件所得仿真数据与理论计算结果吻合度较高,说明仿真结果具有较高的可信度,为系统地研究金属的切削过程提供了一种新的途径。

纯电动汽车高压回路安全监测系统设计

针对纯电动汽车高压回路的安全监控问题,对纯电动汽车高压回路的配置、绝缘检测、预充电、高低压保护、高压环路互锁等方面进行了研究,对纯电动汽车驻停过程中高压回路的故障诊断与安全控制策略进行了归纳,提出了一种基于STM32 ARM Cortex-M3内核单片机以及CAN总线技术的监测系统,利用高压直流试验台对纯电动汽车的绝缘电阻以及发生故障时高压断路响应时间进行了测试。研究结果表明,该系统能实时监测高压系统的各项电气参数,能够实现绝缘检测、预充电、高低压保护、高压环路互锁等多项功能,系统故障断路响应迅速、可靠性高。

液压挖掘机工作装置的动态强度仿真分析

针对在大型正铲液压挖掘机工作过程中工作装置的运动以及零件的应力分布问题,在多体动力学软件MSC.ADAMS中建立了刚-柔、机-液耦合的虚拟样机,其中动臂、斗杆是柔性体,其模态中性文件在ANSYS中生成,其余为刚性体,液压系统在ADAMS/Hydraulics中建立;对整机理论最大挖掘力开展了分析,进行了最大挖掘力普查,得到了工作装置在不同位置产生的最大挖掘力;在ADAMS中对其进行了运动学及动力学仿真,分析了其在相应约束以及负载状态下以最大挖掘力挖掘和以一定效率挖掘,举升工况时部件的应力应变。研究结果表明,该仿真模型比典型的工况方法更全面地反映了工作装置的运动状况和部件的强度状况,提高了计算精度和效率,可以为挖掘机结构设计优化提供较为可信的参考。