纯电动公铁两用车多电机智能控制器设计

针对当前纯电动公铁两用牵引车转向系统响应性差的问题,提出了一种纯电动公铁两用车转向系统多永磁同步电机协同控制策略.该控制策略采用偏差耦合同步控制方式,设计了转角协同补偿器对多电机转角误差进行补偿.同时将模糊智能控制算法与PID控制算法相结合,设计了能在线整定控制器增益的模糊PID控制器,与转角协同补偿器相配合,实现多永磁同步电机协同控制策略.基于Matlab/Simulink平台搭建了系统的仿真模型,实验结果表明,模糊PID控制器与PID控制器相比,能使系统响应的稳态时间缩短39％,跟踪精度提高了70％.     

阳极压力降对质子交换膜燃料电池性能的影响

为了研究阳极压力降对质子交换膜燃料电池性能的影响,提出了一个新的相对湿度-压力降(RHPD)模型。RHPD模型考虑了由阳极含水量变化引起的质子交换膜燃料电池阳极压力降变化的现象。将RHPD模型通过自定义函数导入Fluent中,完成燃料电池在不同工况下的仿真计算。对工作温度为60℃,阴极相对湿度为50%,阳极相对湿度分别为25%,50%,75%下的电池性能进行了测定。通过比较Fluent模型,RHPD模型和试验数据三者发现:相对湿度为25%,电流密度为445 mA/cm~2,RHPD模型和试验值数据间仅存在0.11%误差。     

铝合金车体非刚性支撑搅拌摩擦焊修复设备研制

现有搅拌摩擦焊修复设备多为固定龙门式结构,且需要背部刚性支撑,移动适应性较差。针对铝合金货车车体破损修复问题,提出一种采用搅拌摩擦焊对其进行在线修补作业的方案,设计了一种移动式非刚性支撑搅拌摩擦焊修复设备。为了解决非刚性支撑焊接修复过程中支撑力不足、大变形等问题,设计了旋转伸缩臂、花瓣式砧板等结构,为焊接提供足够的顶锻力,并利用有限元分析对花瓣式砧板结构进行优化设计,改善支撑效果;设计了铣焊半径自动调整结构,用于不同大小尺寸破损的修复焊接。该移动式非刚性支撑搅拌摩擦焊修复设备能够在不拆解车体板材的情况下,修复6 mm厚铝合金车体,现场实际应用表明：采用该非刚性支撑搅拌摩擦焊修复效果良好,焊接表面光滑无飞边,内部无沟槽隧道缺陷,焊缝抗拉性能达到母材的71.6%左右。     

静轴肩摩擦搅拌焊温度场仿真分析与参数优化

为了解决非刚性支撑条件下传统搅拌头易陷入被焊接板材而导致焊接失败的问题,设计研发了静轴肩焊接结构。通过建立有限元仿真计算模型,并使用热红外成像仪对焊接表面温度进行实时监测,分析不同工艺参数下静轴肩摩擦搅拌焊焊接过程中的温度场变化情况。使用设计研发的静轴肩摩擦搅拌焊进行现场试验并对完成焊接表面无缺陷的焊缝与母材进行拉伸试验对比,检测其焊缝机械强度,并对断口进行微观组织分析。结果表明：在使用静轴肩搅拌头焊接过程中,产热量主要来源于搅拌针轴肩的摩擦生热和搅拌针端部的摩擦生热,搅拌针的侧面摩擦生热和静轴肩的摩擦生热占比较小;对产热量影响较大的是主轴压力和主轴转速,C轴转速对产热量影响不大;在主轴压力为2940～3430 N,主轴转速为1000 r/min,C轴转速为0.05 r/min的工艺参数下,完成焊接的焊缝表面光滑无飞边,内部无沟槽隧道缺陷,焊缝抗拉性能达到母材的71.5%左右;焊缝断口存在分层现象,靠近焊接表面的上层呈脆性断裂特性,下层呈延性断裂特性,与母材相比,焊缝试样的延伸率和抗拉强度均有所降低。     

电厂过程监测与故障诊断的一种MSPC方法（英文）

讨论了大型电站具有随机时变特性过程的状态监测与故障诊断。基于多变量统计过程（MSPC）理论的主元素分析（PCA）技术,分辨故障事件的原因与结果。为适应随机时变特性的过程特点,将典型的PCA与改进的递推和快速滑动窗型PCA算法进行了比较。给出了递推快速滑动窗型算法（MWPCA）,通过与典型的PCA算法在故障诊断应用中的比较,表明了新算法对过程特性变化的自适应能力和计算效率。给出了在现代电站过程中应用FMWPCA算法将诊断与过程特性变量结合的图示方法应用实例。     

基于遗传PID的动静液复合转向优化控制研究

由于履带车辆常运行于恶劣的环境中,采用动静液复合转向机构的某型履带车辆在转向过程中,静液系统压力存在较大的波动,严重影响了车辆的转向等性能.为了使履带车辆动、静液系统配合平稳,采用电液比例阀替代实车上采用的充油阀,并在Matlab仿真平台下建立了动静液复合转向的系统模型,对转向过程的静液系统压力变化等情况进行了仿真.为了改善系统的综合性能,设计了遗传PID控制器,控制器可根据静液系统压力渡动状况实时控制进入液力耦合器的油量.仿真结果表明,改进后的系统工作过程平稳,动态响应迅速,能够很好地抑制了转向过程中静液系统压力的波动,提高了车辆转向的综合性能.     

AGC系统中的非线性观测器设计

AGC（自动发电控制）系统是一个十分复杂的系统，其具有严重的非线性，且输入（锅炉、轮机等动力产生部分）和输出（频率负载）均存在未知扰动，为了实现对发电系统的精确控制，设计出输入输出扰动的观测器显得尤为重要。在阐述了一种带有未知输入输出扰动的非线性观测器设计方法的同时，是对传统的只能观测输入环节中的未知扰动观测器的一大改进。通过对系统状态方程和输出方程的一系列解偶变换，将输入、输出扰动从系统中分离出来。解偶后，系统分为受扰子系统和无扰动子系统两部分，通过对无扰动子系统的分析，最终设计出输入输出未知扰动观测器。系统观测器增益矩阵则通过求解一个代数Riccati方程（ARE）得到。将设计出的观测器用于故障检测与隔离（FDI）并取得良好的效果。     

阳极水含量对车用燃料电池性能影响

为了研究质子交换膜阳极水含量对燃料电池性能的影响,提出了一个质子交换膜水含量(MWC)计算模型。该模型考虑了阳极气体在电池内部有压力下降的现象,将压力降和水分活度引入水含量计算。将此模型移植到计算流体力学软件(FLUENT),建立了计算网格并对燃料电池进行了仿真计算。建立了燃料电池试验测试系统,给出了燃料电池试验参数并进行了性能试验。对电池在65℃、相对湿度为70%和100%的FLUENT原模型、MWC模型和试验值下的极化曲线进行了比较分析,结果表明:模拟极化曲线与试验极化曲线吻合良好,MWC模型比FLUENT模型能够较准确地预测燃料电池的性能,尤其在65℃、相对湿度为75%情况下,MWC模型比FLUENT模型精确度提高了10%。     

电厂过程监测与故障诊断的一种MSPC方法

讨论了大型电站具有随机时变特性过程的状态监测与故障诊断。基于多变量统计过程（MSPC）理论的主元素分析（PCA）技术,分辨故障事件的原因与结果。为适应随机时变特性的过程特点,将典型的PCA与改进的递推和快速滑动窗型PCA算法进行了比较。给出了递推快速滑动窗型算法（MWPCA）,通过与典型的PCA算法在故障诊断应用中的比较,表明了新算法对过程特性变化的自适应能力和计算效率。给出了在现代电站过程中应用FMWPCA算法将诊断与过程特性变量结合的图示方法应用实例。     

AGC系统中的非线性观测器设计

AGC(自动发电控制)系统是一个十分复杂的系统,其具有严重的非线性,且输入(锅炉、轮机等动力产生部分)和输出(频率负载)均存在未知扰动,为了实现对发电系统的精确控制,设计出输入输出扰动的观测器显得尤为重要.在阐述了一种带有未知输入输出扰动的非线性观测器设计方法的同时,是对传统的只能观测输入环节中的未知扰动观测器的一大改进.通过对系统状态方程和输出方程的一系列解偶变换,将输入、输出扰动从系统中分离出来.解偶后,系统分为受扰子系统和无扰动子系统两部分,通过对无扰动子系统的分析,最终设计出输入输出未知扰动观测器.系统观测器增益矩阵则通过求解一个代数Riccati方程(ARE)得到.将设计出的观测器用于故障检测与隔离(FDI)并取得良好的效果.