机电式飞轮车辆能量管理策略

为了有效提高车辆的动力性和经济性,针对电动车辆大功率加速工作电池负荷大,制动能量回收效率低的问题,本文提出了加装机电式飞轮系统的车辆。通过研究机电式飞轮系统在制动能量回收时功率分流和驱动汽车时扭矩耦合的工作原理,使用针对该系统工作特点的模糊控制策略,根据机电式飞轮系统高效率的优点,制定了使该系统回收、释放能量的逻辑策略;结合CRUISE搭建整车模型,MATLAB-Simulink设计整车模糊控制策略,并将CRUISE与MATLAB-Simulink通过Interface建立联合仿真平台进行仿真分析。结果表明,首先,搭载机电式飞轮系统的车辆精确地完成驾驶员的驾驶要求;其次,飞轮及控制电机的工作状态符合其工作原理;最后,搭载了机电式飞轮系统的四驱车辆相比较普通的四驱车辆,其NEDC工况电能消耗量下降了10.26%。     

飞轮储能能量回馈控制方法

为抑制飞轮储能系统驱动电机--高转速无刷直流电机能量回馈时的转矩脉动,提高系统的稳定性,提出一种适合高转速飞轮储能单元回馈制动的控制方法.转矩脉动产生的一个重要原因是传统半桥调制方式电机换相时建流相电流不可控.通过调整换相时脉宽调制的开关表,使建流相电流得到控制.仿真和实验结果表明: 采用新脉宽调制开关表的能量回馈控制方法提高了无刷直流电机换相时的建流速率近1倍,减小电机的转矩脉动,验证了该控制方法的优越性和可靠性.     

基于Hamilton能量理论的飞轮储能系统比率一致性控制

基于Hamilton能量理论,提出一种飞轮储能系统比率一致性控制方法。该方法通过对飞轮储能单元转速的调节,实现系统的比率一致性控制,达到飞轮储能系统（FESS）内部功率的合理分配。（a）建立飞轮储能单元端口受控Hamilton(PCH)系统模型,利用PCH系统反馈镇定原理,获得端口受控耗散Hamilton (PCH-D) 模型;(b)研究飞轮储能系统的比率一致性控制问题,应用Hamilton能量成型的控制策略实现飞轮储能单元的转速调节,确保所有飞轮储能单元可以按照同一比率进行能量的储存和释放,实现功率的合理分配;(c)通过仿真验证该控制策略的有效性。结果表明：在比率一致性控制下,所有的飞轮储能单元可以按照同一比例进行能量的储存和释放。     

车用飞轮储能系统能量回收特性

通过分析飞轮储能系统的传动特性,研究能量回收过程中储能飞轮的动态响应过程,提出了一种新型电动式飞轮混合动力系统结构.揭示了配备飞轮储能系统的车辆制动过程中动力传递路线及能量流关系,并确定了飞轮储能装置的能量回收效能评价指标.在此基础上,通过搭建的台架系统完成了能量转换特性试验.试验结果表明:采用小功率的调速电机进行齿圈调速,可降低能量回收过程中传动系统的冲击度,提高储能飞轮能量回收率,净能量回收率趋于稳定值33%,为车用飞轮储能系统的开发提供理论依据.     

电动汽车中飞轮储能技术的应用

介绍了飞轮锗能技术的基本原理，通过与其它新型电池的性能比较对飞轮电池在电动汽车中的应用进行了说明，对它的未来作了展望．     

汽车制动能量再生方法的探讨

介绍了汽车制动能量再生原理，分析了飞轮储能、液压储能和电化学储能三种汽车制动能量再生方法．在充分比较三种储能方式的优点和技术制约问题的基础上，提出了一种新型制动能量再生系统的技术方案．该新型制动能量再生系统既可以实现汽车制动能量的回收和在车发电，也能实现发动机起动，汽车加速辅助功率等功能、在城市工况下可节油10％～30％。     

基于机械轴承飞轮储能系统损耗的构成分析

为研究飞轮储能系统(FESS)的性能,设计并制作了一套基于机械轴承的、采用无刷直流电机驱动的飞轮储能系统,对驱动电机及整套系统在转速小于10 000 r/min时的损耗分别进行了测量.分析了电损、风损和轴承损耗3种主要损耗,采用最小二乘法,对电损与转速的关系进行指数函数拟合,对风损、轴承损耗与转速的关系进行了多项式拟合,从而分离了3种损耗.对处于不同待机转速的飞轮储能系统的恒功率放电时间和经历了不同待机时间的能量利用系数进行了计算分析.结果表明:要提高FESS的效率必须采用磁悬浮轴承并将系统置于真空环境中;FESS恒功率放电时间与待机转速成1.8次方关系;待机转速和待机时间是能量利用系数的重要影响因素.研究结果为新能源发电系统对FESS的选择提供了理论依据.     

车用高速复合材料飞轮的研究

由于人们对空气污染和原油储量减少现状的认识,世界各国的科学家试图寻找燃油发动机的替代物。目前,以电池驱动的电动汽车已经研制成功,但是一次充电行程较短,缺乏实用性。随着材料科学、磁悬浮轴承以及电子技术的发展,人们又恢复对飞轮储能技术的兴趣,试图把飞轮系统应用在汽车动力系统中。     

永磁同步电机飞轮储能系统充放电控制策略

针对飞轮储能系统(FESS)转动惯量大、采用传统矢量控制算法启动时在零速附近容易出现转速震荡的问题,提出了一种新的电机控制方法。该方法用理论计算转速替代模型参考自适应(MRAS)算法的观测转速,并用给定电流替代反馈电流对耦合项进行计算,减小电机转速振荡。在FESS放电时,需要根据负载所需功率调整电机输出功率,针对此问题,采用一种以维持直流母线电压恒定为目标的电机控制方法,同时在FESS投入工作前,用电机当前转速作为传统MRAS算法PI控制器积分项的初始值,加快了MRAS无速度算法的收敛速度。仿真和实验结果表明,与传统控制方法相比,所提出的控制算法能减小电机启动时在零速附近的转速振荡,维持FESS放电时负载的正常工作,保证FESS快速可靠地进行状态切换。     

电动汽车的多模式复合电源能量管理自适应优化

为提高电动汽车的多模式复合电源系统效率,提出一种能量管理自适应优化方法。对多模式复合电源工作模式进行分析,设计超级电容自适应参考电压。建立复合电源系统效率优化目标函数,并结合电池荷电状态和超级电容电压设计电池输出功率补偿规则和能量管理自适应优化方法。搭建多模式复合电源系统仿真模型和测试平台进行测试。测试结果表明:在UDDS和NEDC路况下,与滞环控制相比,采用能量管理自适应优化的多模式复合电源系统效率分别提高1.13%和1.02%。采用能量管理自适应优化的多模式复合电源不仅能自适应选择工作模式和完成电池输出功率补偿,而且避免了电池输出功率突然增大,保证了电池安全。     

基于NURBS曲线的伺服压力机冲压过程建模与加工工艺轨迹规划

用NURBS曲线实现伺服压力机在冲压作业任务中的特征建模,对冲压工艺特性曲线进行轨迹规划,使冲头沿着理想加工的曲线工作.结果表明:NURBS曲线具有局部可调性,可以保证在冲压曲线通过加工工艺控制点的同时,通过调节权因子和节点矢量,使冲压能够缓慢平滑合模和瞬间低速脱模;NURBS曲线的多阶可导性和光顺性使得冲头的位移、速度和加速度曲线连续,从而降低冲压加工过程中的振动和噪声.     

基于模糊自适应PID控制电液伺服加载系统的方法研究

针对某随动系统性能检测的需要,研究了电液伺服模拟器的加载,建立了电液负载模拟器的数学模型,结合前馈补偿抑制干扰力矩,采用模糊自适应PID加以控制,得到了较好的仿真效果。     

基于无穷范数的视觉伺服自适应控制方法

针对基于视觉的机器人伺服过程中, 控制系统的精度和稳定性容易受到环境噪声、 设备性能等因素影响, 导致收敛指标不理想的问题, 提出一种基于无穷范数优化任务序列( INOTS: Infinite Norm Optimization Task Sequence)的自适应增益算法, 通过将实时全局任务细化为不同子任务, 根据不同时刻子任务的特点自动配置增益。 仿真结果表明, 相比于固定增益及传统自适应增益调节算法, 该增益算法可有效提高系统响应速度,增强控制系统的抗干扰能力, 提高系统稳定性。     

可重复使用飞行器末端能量管理段自适应制导方法

末端能量管理段连接再入段和自动着陆段,在可重复使用飞行器返回再入及水平着陆过程中至关重要。本文通过跟踪在线地面轨迹对可重复使用飞行器进行制导研究,设计具有自适应性的制导方案,并通过仿真验证该方案的有效性和鲁棒性。     

车用电磁耦合式飞轮储能装置的性能

鉴于电磁转差离合器动力传递零摩擦、无冲击及可调速等优点,提出了一种新型飞轮储能结构-电磁耦合式飞轮储能系统。文中阐述了减速状态(制动或滑行)下,装有飞轮储能装置汽车的能量转换路线;设计电磁转差离合器双闭环控制器,实现磁极轴转速的快速响应。基于Simulink软件定量分析制动过程中电磁耦合式飞轮储能装置的能量回收效率及其影响因素,并搭建模拟运行试验平台,验证电磁转差离合器无级调速对能量回收效率的影响。结果表明:不同制动初速度下飞轮储能装置能量回收效率稳定在33.6%,Simulink模型中电磁耦合式飞轮储能装置及控制器是合理的;电磁转差离合器调速时,能量回收效率可达到最高。     

基于飞轮储能的动态电压恢复器补偿电压暂升的研究

本文对基于飞轮储能的动态电压恢复器（DVR）在补偿电压暂升时可能引起直流母线电压泵升的问题进行了研究。首先分析了传统控制策略的局限性,继而提出了一种整体协调控制策略,该策略根据飞轮额定充电功率与DVR吸收功率的关系以及飞轮转速的影响,自动调整飞轮的充电控制策略和DVR的补偿策略,使得直流母线电压保持恒定。最后,利用仿真结果对该策略的实用性和有效性进行了验证。     

电液伺服加载系统的自适应控制

本文针对某实际电液伺服扭矩加载装置,运用Popov超稳定理论,设计了一套模型参考自适应控制系统,显著地提高了原系统的加载精度,提高了系统抗结构参数变化的能力.文章采用了特别适用于加载系统的“无模型跟踪法”,取得了满意的实验结果.     

基于残余噪声能量的自适应杂波抑制方法

基于残余噪声能量的自适应杂波抑制方法无需对目标信号、杂波与噪声的先验统计信息做假设，权向量值由系统设定的残余噪声决定。计算机仿真结果证实了该方法可以有效地抑制杂波与噪声信号。     

压缩空气与超级电容混合储能系统能量控制策略

结合压缩空气储能和超级电容储能两种储能方式的特点,提出了一种混合储能技术方案.压缩空气储能作为主要能量存储环节,实现大容量存储和持续的能量转化;超级电容储能作为辅助储能环节,实现功率快速响应和间断的能量补充.本文研究了混合储能系统的能量管理控制策略,提出了采用自适应功率调节和规则基础法控制来实现能量分配管理的策略,设计了15 kW混合储能系统的参数.仿真和试验验证了控制方案的可行性.