基于实际作业工况的电动拖拉机传动系统参数多指标同步优化

针对电动拖拉机实际作业特点,分析其动力传动系统参数匹配计算方法,提出20 kW电动拖拉机两挡动力传递方案.以同步提升电动拖拉机动力性和经济性为目标,定义了电动拖拉机旋耕最大速度、连续犁耕作业时间、连续旋耕作业时间3个性能指标,建立基于权重系数的多指标同步优化目标函数.以20 k W电动拖拉机为研究对象,对其传动系统参数进行多指标同步优化,并对优化方案下的电动拖拉机动力电池及电机动态性能进行仿真分析.结果说明了本文提出的20 kW电动拖拉机两挡动力传递方案的可行性,同时表明本文提出的基于电动拖拉机实际作业工况的传动系统参数多指标同步优化策略的有效性.     

混合动力汽车传动系优化匹配及性能仿真

制定了轻度混合动力汽车的控制策略，并依据整车结构及控制策略，修改了ADVISOR软件的相关模块，建立了轻度混合动力汽车的仿真模型．采用性能等级数值方法，分析了发动机功率的变化对整车性能的影响，在综合考虑制造成本和节能目标值的前提下，确定了各部件的具体参数．利用正交试验设计优化方法，分析了变速器各挡速比对整车性能的影响，确定了各挡速比的范围．对所匹配车辆的动力性及其在几种循环工况下的燃油经济性进行了仿真，并与动力性相近普通车辆的燃油经济性进行了对比分析．     

并联混合动力汽车传动系速比优化

为了进一步提高混合动力汽车燃油经济性,使用仿真软件Cruise建立整车性能仿真模型,并集成到优化平台Isight软件中,对传动系速比参数进行优化和匹配。为了提高优化速度,建立了响应面近似模型作为优化时的代理模型,并利用Isight软件中的多岛遗传算法和序列二次规划算法建立组合优化算法。研究结果表明:优化后在满足整车动力性设计指标的前提下,循环工况下的百公里综合油耗降低了7.20%,优化速度提高了30倍。     

新型两轴驱动混合动力汽车动力系统设计

根据常见的混合动力汽车动力系统的分布结构,以某国产传统燃油车为研究平台,在保证原车整体结构不变的前提下设计了1种新型两轴驱动混合动力汽车动力系统,车辆前桥保留了原车的动力总成,而在后桥加装了1套完整的电驱动系统.结合乘用车排放与能耗测试标准以及实际的运行工况特点,对后桥电驱动系统的相关动力部件进行了参数匹配,并完成了整车控制策略的设计,利用AVL-Cruise车辆性能仿真软件搭建了整车模型并进行了仿真分析.结果表明:该新型两轴驱动混合动力系统可以灵活切换车辆驱动模式以适应不同的行驶工况需求,同时在动力性方面相比原车有较大提升,燃油经济性方面较原车提高10.58%,整车性能改善明显.     

基于CRUISE的纯电动拖拉机作业性能研究

针对拖拉机作业工况研究少,专用仿真软件匮乏,预测拖拉机的性能存在效率低、精度差的现状,分析了拖拉机的运输和旋耕工况,绘制了工况曲线。基于研发中纯电动拖拉机的工作原理和结构方案,利用商业软件CRUISE搭建了纯电动拖拉机的动态仿真平台,并在运输和旋耕工况下对其作业性能进行了仿真分析。结果表明:运输工况下,需求作业速度与实际作业速度平均偏差为0. 01 km/h,驱动电机平均效率为0. 74,续航时间为6. 54 h,平均滑转率为0. 006 8;旋耕工况下,需求作业速度与实际作业速度平均偏差为0. 1 km/h,驱动电机平均效率为0. 859,续航时间为4. 51h,平均滑转率为0. 166 6,与MATLAB中通过编写程序得到的仿真结果基本吻合。证明了拖拉机作业工况制定合理,纯电动拖拉机仿真平台搭建准确,适用于纯电动拖拉机的性能预测和开发。     

基于循环工况统计规律的混联式混合动力客车参数匹配与性能仿真

参考中国城市公交城区循环工况的整车动力性及经济性要求,对混联式动力系统运行模式进行分析,根据其结构特点设计基于发动机最佳工作效率曲线的控制策略,应用Matlab/Simulink建立整车仿真模型,进行了基于循环工况统计规律的功率匹配,并对该混合动力客车的动力性及经济性进行仿真实验验证。结果表明,所匹配的客车参数能够满足整车性能目标,整车的燃油经济性相比于传统客车提高30%,同时,能够很好地维持SOC电池荷电状态保持在一定范围内,发动机的工作点基本在高效区域内运行。     

混合动力汽车动力系统工况匹配法研究

混合动力汽车的节能减排潜力取决于动力系统匹配的合理与否.为兼顾目标工况和动力性指标对动力系统的要求,对常用的理论匹配法进行了分析,提出了工况匹配法.基于Cruise进行了前向仿真,理论匹配法目标工况跟随较差,工况匹配法既能满足动力性指标要求,在目标工况上运行又具备优异的跟随性能和良好的燃油经济性.     

坡道行驶工况下CVT传动比控制

针对复杂坡道行驶工况下装有无级变速器车辆动力性和经济性现有控制策略无法实现油耗最低的问题,在分析该工况动力性和经济性的需求基础上,提出了最佳匹配线控制策略,并结合发动机台架试验,建立了Matlab/Simulink整车模型.通过大量的仿真试验确定了不同坡道工况下各种传动比所对应的燃油消耗,与动力性进行合理匹配获取最佳匹配线,确定最佳传动比的控制目标.典型工况的仿真结果表明,最佳匹配线控制能够给出传动比的精确目标控制量,实现了所要求的最佳匹配.     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真研究

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,本文采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算,并进行了试验验证。 在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论：道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40km/h,对应的仿真计算结果为40.54km/h,相对误差为1.35%;采用H5档位,0-40km/h加速时间的仿真结果为5.7s,对应的实测时间为5.5s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26m/s₂ ,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s₂;道路滑行以20km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54m,对应的实测距离为53m;农田工作条件下,耕地深度22.5cm时,0-6km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2m和6.7s,对应的仿真计算结果为8m和6.5s;以L2档位,8km/h工作时测得的实际油耗为17.2L/h,对应的仿真计算油耗为17L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算;并进行了试验验证。在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论:道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40 km/h,对应的仿真计算结果为40.54 km/h,相对误差为1.35%。采用H5档位,0~40 km/h加速时间的仿真结果为5.7 s,对应的实测时间为5.5 s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26 m/s~2,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s~2。道路滑行以20 km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54 m,对应的实测距离为53 m。农田工作条件下,耕地深度22.5 cm时,0~6 km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2 m和6.7 s,对应的仿真计算结果为8 m和6.5 s。以L2档位,8 km/h工作时测得的实际油耗为17.2 L/h,对应的仿真计算油耗为17 L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

基于AMESim的农用发动机冷却散热器仿真分析与优化设计

以典型农用发动机冷却系统为研究对象,开展了基于AMESim仿真软件的建模、仿真分析与核心部件优化设计研究。在对发动机冷却系统基本结构及工作原理的分析基础上,应用AMESim软件中的冷却系统库、热力库、热液压库及信号控制库建立了发动机冷却系统的一维仿真模型。首先通过仿真计算分析发动机冷却系统中散热器的工作性能,并通过仿真值与试验值的对比,证实了所建立的AMESim仿真模型的可靠性,为冷却系统关键部件优化设计提供了模型与技术支持。然后,进行冷却系统散热器有效正面积优化设计的仿真研究,结果表明,发动机冷却系统对散热器的宽度更敏感,合理增大散热器有效正面积可以提高冷却系统对发动机的冷却效果。     

汽车传动参数的模糊优化设计

汽车传动系对整车的动力性和经济性有很大的影响。该文在汽车动力性和经济性模拟计算的基础上，应用模糊优化理论对汽车传动参数进行了全面的模糊优化。由于考虑了设计要求和路面附着因数的模糊性，所建立的模糊优化模型能够全面而真实地体现设计者的决策思想，兼顾了汽车动力性和经济性两方面的要求，从而实现传动参数与整车及发动机的优化匹配。以某旅行车传动参数的优化为例，证明了采用该文的优化方法可得到比常规优化方法更好的设计结果。     

基于子结构模态综合法的重型牵引车优化设计

以某重型牵引车为研究对象,采用子结构建模法,建立了包含各悬挂部件和负载的缩减整车动力学仿真模型.分析了该模型的固有特性,并与传统建模方法建立的整车模型的固有特性结果进行对比,验证了该模型的正确性.利用子结构模态综合法,研究了整车的动力学响应,并与实车实验测试结果进行对比.结合六西格玛优化设计理论,对重型牵引车进行稳健性优化.结果表明:所提的动力学仿真模型能有效模拟整车的动力学特性;重型牵引车在满足设计寿命的前提下,系统的抗干扰能力得到了提升,并且实现了整车的轻量化.     

基于先进车辆模拟器的小功率氢电混合电动车混合度的仿真研究

为了同时满足小功率燃料电池氢电混合动力场地车的动力性和经济性要求．研究了燃料电池和蓄电池的功率匹配最优化问题．对氢氧质子交换膜燃料电池～铅酸蓄电池混合动力场地车动力系统的主要组成部件进行选型．采用先进车辆模拟器（advanced vehicle simulator,ADVISOR）。在FTP和ECE_EUDC工况下对若干组燃料电池一铅酸蓄电池的匹配方案进行仿真分析．以满足车辆动力性为基本前提．对比分析每种匹配方案的燃料经济性．得到燃料电池氢电混合动力场地车燃料电池和蓄电池的最佳功率匹配方案：燃料电池功率为23kW．蓄电池功率为13kW．     

搭载回流式动力传动系统的PHEV参数优化

针对搭载回流式动力耦合传动系统的插电式混合动力汽车(PHEV,plug-in hybrid electric vehicle),提出了一种参数匹配优化设计方法。建立了整车各个模式下的等效输入功率模型,根据最小等效输入功率原则制定了各驱动模式间的切换规律,并设置控制参数系数对模式切换曲线进行调整。通过MATLAB/SIMULINK构建了整车经济性仿真模型,利用遗传算法对匹配的动力参数和控制参数系数进行了综合优化。仿真结果比较表明:此方法得到的一组参数能有效提升燃油经济性,百公里等效燃油消耗比优化前降低了4.8%。     

多跨转子系统不平衡动力学匹配

以某大型压缩机低压端大齿轮、汽轮机、中压缸转子和低压缸转子组成的四跨轴系转子系统为研究对象,采用有限元法建立系统动力学模型;并通过两种优化方法分别实现对整个多跨转子系统不平衡动力学匹配.经过匹配后的不平衡质量和相位等动力学参数达到了两种较好的组合,分别适用于不同的匹配条件,降低了整个系统的不平衡响应即振动量,有效地提升了系统的动力学性能和抗不平衡故障的免疫力.同时验证了动力学匹配技术对整体多跨转子系统的可行性.     

越野特种运载平台自平衡任务舱设计及其控制策略研究

针对某越野特种运载平台大幅度侧倾及俯仰运动下机动性提升问题,提出了一种基于双轴陀螺原理的自平衡任务舱系统结构设计方案以及基于该结构的控制方法。首先,采用Creo软件完成自平衡任务舱系统的结构建模,结合路面模型及行驶系统在ADAMS/View中搭建运动模型,将任务舱三维模型分解映射为体现侧倾和俯仰动力学的2个平面,形成侧倾和俯仰动力学数学模型,设计实时修正任务舱姿态的自平衡控制策略;其次,综合考虑不同类型路面对任务舱姿态的影响,设计基于载荷转移率的控制阈值算法,明确自平衡控制算法的工作区间;最后,在MATLAB/Simulink环境中搭建Simulink-ADAMS自平衡控制联合仿真模型,进行多种工况的虚拟试验来验证控制系统的有效性。结果表明,自平衡控制系统能够有效、实时地修正任务舱的侧倾角和俯仰角,降低越野特种运载平台侧倾及俯仰运动对于驾驶人员的影响程度。采用自平衡任务舱系统,突破了悬架的系统性能限制,提高了越野特种运载平台对恶劣越野路面的适应能力,为自平衡控制算法的仿真验证提供了模型基础。     

混合动力汽车用行星齿轮结构参数优化及应用

外齿圈和太阳轮的齿数之比是行星齿轮机构的特征参数,确定该参数是动力系统匹配的重要部分,故需对该特征参数进行优化.首先,分析混合动力汽车对动力部件的性能要求,进行动力部件的选型设计,并制定混合动力汽车能量分配策略;然后,对包含行星齿轮机构的整车动力系统进行动力学和运动学分析,确定其动力学微分方程,建立描述行星齿轮机构特征参数与动力部件的最高转速和整车设计最高车速的函数关系,并仿真寻优;最后,在Advisor中仿真验证.结果表明,整车匹配合理,验证了寻优方法的正确性.     

行星混动客车两挡机械自动变速箱机理建模

单行星排的简单行星混动系统配合两挡AMT变速箱可以实现客车更为理想的整车行驶动力性及经济性,但动力源各异动态响应特性与变速箱的分段动力退出以及介入特性的相互影响,使得有效地切换系统工作模式较为困难。为给混动客车的模式切换优化控制提供准确可靠的仿真基础,文中从AMT变速箱机理出发,通过Simulink分别建立换挡执行机构模型、同步器模型、变速箱输入轴和输出轴模型,并将上述子模型集成,最终得到两挡AMT变速箱机理模型。通过给定车速和挡位信号进行仿真,仿真结果表明,所搭建的两挡AMT变速箱模型能够准确地反映出升挡及降挡过程中变速箱内部动力学关系及对外输出特性,达到了预期的设计目标,能够满足整车仿真精度要求。