基于一缸缸压和瞬时转速的内燃机分缸燃烧状态估计

提出了一种基于曲轴瞬时转速分析和一个缸压传感器结合进行发动机的分缸燃烧状态估计的方法。试验研究表明:基于刚性模型和曲轴瞬时转速分析估计得到的各缸指示转矩误差有相似性,装有缸压传感器的参考缸可以得到误差信号并用于修正其他缸指示转矩估计结果,修正后指示转矩估计误差大幅降低。根据估计的指示转矩可以分析各缸的燃烧状态参数,平均指示有效压力估计值误差小于0.05MPa,最大燃烧转矩位置误差小于3°。与只采用曲轴转速信号相比,模型不依赖复杂算法并具有较高精度,鲁棒性更好。     

混合动力系统发动机工况切换特性研究

基于台架试验,对利用辅助功率单元(APU)动态协调控制策略的发动机工况切换进行研究,并分析了发动机在起动过程、加速加载切换过程、减速减载切换过程的转速超调量和转矩超调量。提出了基于转矩模型的动态协调控制策略,能够保证发动机在工况切换时基本沿着最佳等效燃油消耗线运行,具有切换用时短、转速超调量和转矩超调量低的优点。工况点之间切换用时最低为0.6s;整个过程中最大转速超调量约为150r/min,与最大转速之比为5.4%;最大转矩超调量约为35N·m,与最大转矩之比为15.7%。试验结果表明:通过提高发动机怠速转速,可以加速暖机过程,并且不会造成发动机起动过慢的问题;在发动机起动初期,适当降低喷油量甚至断油,不影响发动机的起动性能,可实现油耗降低。     

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。     

传感器工作间隙对内燃机瞬时转速测量的影响机理及规律

为研究传感器工作间隙变化引起瞬时转速测量误差的机理,从磁电传感器电压特性出发,考虑传感器支架振动、齿盘安装偏心及曲轴弯曲振动3种因素,推导得到工作间隙变化情况下输出电压和瞬时转速的统一表达式,并对转速测量误差进行了量化,阐明了作用机理;研究了各因素对瞬时转速误差影响规律,得出满足工程误差(角位移小于0.1°)要求限值的计算方法;研究了基准电压对瞬时转速误差的影响规律,得出取0基准电压可消除3个因素中调幅部分影响的结论.为改善瞬时转速测量精度提供了理论依据.     

锅炉给水泵汽轮机变速控制系统的特性分析

本文应用汽轮机转矩平衡和流动力学原理分析了锅炉给水泵汽轮机(BFPT)变速控制系统的特性,提出了一类BFPT的非线性数学模型及线性化的模型.采用数学仿真的方法,探讨了该系统的静态和动态特性,为这种系统进一步的研究和设计提供了有效的方法.     

感应电机模型预测直接速度控制

传统的模型预测转矩控制具有原理简单、动态响应快和控制灵活等优点,在感应电机高性能控制中得到了广泛研究。但是,现有方法一般通过转速外环来得到转矩参考指令,而转矩和磁链跟踪则通过内环的模型预测控制来实现。这种双闭环级联结构虽然保证了系统的稳定性,但存在内外环互相影响、调试参数较多等缺点。针对上述问题,舍去了传统控制方案中的双闭环串联结构,提出一种仅包括单个控制回路的模型预测直接速度控制方法。通过在价值函数中引入定子磁链误差和转子转速误差,实现了对不同时间尺度的转速和磁链的同时控制,具有结构简单、调试参数少等优点。另外,通过引入负载转矩观测器,提高了转速控制的稳态性能。相比传统模型预测转矩控制,提出的模型预测直接速度控制转矩和转速脉动显著减小,另外在全速范围具有更小的电流谐波,其有效性通过试验进行了验证。     

混合控制方式在柴油机性能测控系统中的应用

柴油机的转矩-转速特性曲线变化比较平坦,与电涡流测功机的转速-转矩特性曲线不能良好匹配,由电涡流测功机组成的柴油机测控系统在柴油机速度特性试验中容易出现转速不稳、悠车甚至熄火等问题.本文提出了一种以模拟、数字PID混合控制方式调整电涡流测功机的制动转矩.经试验验证,这种控制方法可以在柴油机工作转速范围内较稳定、准确地控制柴油机的转速,减少了转速波动,消除了悠车、熄火等问题.     

基于非线性干扰观测器的风电机组自适应反演滑模控制

为了提高风力发电系统最大功率跟踪控制的工作性能,根据大范围风速波动运行条件的特性,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应反演滑模控制器。针对风力机单质量动态模型中气动转矩不容易获取的特点,利用非线性干扰观测器进行气动转矩的实时估计。基于最佳转速法,设计了一阶滑模控制器和反演滑模控制器。结合不确定项的自适应控制,进一步抑制滑模控制器的输出抖振、平滑转矩输出。通过与传统PI控制和一阶滑模控制的仿真比较,验证了该文所述控制器的正确有效性。     

风力发电系统液力变速与传动应用技术研究

分析了液力变矩器用于风力发电系统实现变速恒频的工作原理;基于最大风能的捕获,综合考虑机械传动系统的结构参数,得到适应变化的风轮转速、保持恒定发电机转速的液力变矩器输出转速调节范围;根据传动系的转矩平衡关系,结合风力机的转矩一转速特性,确定泵轮输入功率,由此初定液力变矩器的特征几何参数;从能量平衡方程出发,估算了整个传动系统的效率.以上研究工作为液力传动在风力发电系统中的推广应用奠定了理论分析基础.     

增压直喷柴油机瞬态工况燃烧参数的变化规律

为了研究车用增压柴油机瞬态工况下燃烧参数的变化规律,利用燃烧分析仪在试验台上研究了恒转速变转矩瞬态工况下,油门开度变化率对燃烧参数的影响规律。试验研究了该柴油机在1 000 r/min转速下,油门开度分别在5 s、10 s和15 s内由10%匀速增加到90%时柴油机的响应特性和燃烧参数的变化规律。试验结果表明:发动机存在转矩的增加相对于供油滞后的现象,且随着转矩变化率的增加,这种滞后更加明显;在同一转速增转矩工况中,随着负荷的增加,着火滞燃期缩短,最大放热率降低且前移,放热率重心前移;在油门开度相同的情况下,随着转矩变化率的增加,最高燃烧压力下降、最高燃烧压力点前移、着火滞燃期延长、燃烧持续期缩短、最大放热率降低且后移、放热率重心前移、最高燃烧温度下降。     

开关型废气氧传感器稳态非线性输出特性的建模研究

为了获得开关型废气氧（EGO）传感器的静态模型，使之可以用于发动机空燃比闭环控制系统的设计和分析。在发动机实验台上，采用比较法对EGO传感器进行了稳态标定实验。根据所得到实验数据，利用分段多项式法和非线性回归分析法建立了传感器的静态模型，并通过实验数据对模型进行了验证。研究结果表明，利用非线性回归法建立的模型具有更高的预测精度，所建模型可以作为一个静态非线性环节用于空燃比闭环控制系统的仿真研究。     

开关型废气氧传感器稳态非线性输出特性的建模研究

为了获得开关型废气氧(EGO)传感器的静态模型,使之可以用于发动机空燃比闭环控制系统的设计和分析。在发动机实验台上,采用比较法对EGO传感器进行了稳态标定实验。根据所得到实验数据,利用分段多项式法和非线性回归分析法建立了传感器的静态模型,并通过实验数据对模型进行了验证。研究结果表明,利用非线性回归法建立的模型具有更高的预测精度,所建模型可以作为一个静态非线性环节用于空燃比闭环控制系统的仿真研究。     

燃烧放热量非接触测量方法研究

本文运用光电传感技术，进行非接触式燃烧放热量测量技术的研究，选择了合理的传感器，研制了测量所需二次仪表及其它相关配套设备，并通过对系统的地及稳态标定，完善了测试方法。该系统工作稳定可靠，灵敏度高，已应用于稳态或非稳态燃烧试验研究中，测量燃烧放热量的平均值与脉动值，为燃烧基础研究，应用研究提供了新的测试手段。     

基于二传感器信息融合的柴油机压力传感器输出特性校正

柴油机压力传感器的输出会受到工作温度波动等因素的影响给压力测量结果带来误差,严重影响传感器的线性度,致使传感器测压精度大大下降。因此,对其输出特性进行校正显得尤为重要和具有现实意义。笔者利用二传感器信息融合技术,通过最小二乘法估算出压力传感器输出信号与实际压力、温度传感器输出信号之间的函数关系,从而对柴油机压力传感器输出特性进行校正。     

基于SOM神经网络的柴油机燃油系统故障诊断

利用神经网络的非线性映射,及其高度的自组织和自学习能力,将SOM网络应用于柴油机的故障诊断。利用夹持式传感器获得柴油机喷射系统的燃油压力波形,对波形进行时域分析和特征提取。根据所取得故障信息及其对应的故障类型来构造网络结构,用单一故障样本对网络进行训练,根据输出神经元在输出层的位置对故障进行判断。通过仿真实验验证SOM神经网络在柴油机故障诊断的正确性。经实例分析证明,该方法可对故障进行有效诊断。     

VE型分配泵提前器行程传感器的研究

设计了一种基于霍尔效应的非接触式行程传感器,在传感器内引入了线性化处理电路和温度补偿电路,将输出信号转换为脉宽调制(PWM)信号,提高了传感器输出信号的抗干扰能力,将经过编程处理的传感器进行检测,结果显示,在有效行程范围(实验行程8 mm)内,最大线性度误差仅-0.28％,对传感器进行温度试验,在-40～120℃的温差...     

船用汽轮机直驱式容积控制执行机构仿真及试验

In order to make the actuator of marine turbine miniaturization and integration,as well as to have a better vibration and noise performance,a new actuator has been proposed based on direct drive volume control in this paper and a simulation model has be established with AMESim.The static and dynamic performances and effectiveness have been studied and verified.Simulation and experiment results show that the dynamic response time of simulation model is longer than actual actuator because the worst conditions in the volumetric efficiency of the pump,the throttling loss of valve and the pipeline resistance are considered in the model.However,the simulation result has enough accuracy in view of the difference between simulation result and experiment result being 0.07%,without considering the dead zone,hysteresis and saturation limit of electric elements such as motor and displacement sensor.     

基于磁传感技术的活塞环磨损监测方法研究

在分析国内外活塞环监测技术的基础上,将磁阻传感器引入活塞环的磨损监测。以YC4108D柴油机为研究对象,构建试验平台,模拟活塞环磨损。通过对活塞环磨损引起周围磁场变化的有限元分析计算,并与试验结果进行对比,表明通过磁阻传感器可以检测活塞环经过传感器时的磁场变化,活塞环的磨损量与磁阻传感器的输出电压存在一定的对应关系,即利用磁阻传感器检测磁场的变化可监测活塞环的磨损状态,这对大型低速二冲程船用柴油机活塞环磨损的在线监测具有借鉴意义。     

Packaging and testing of a hydrogen safety sensor prototype

In this article, testing of an electrochemical, potentiometric hydrogen safety sensor is reported within a proposed packaging scheme. Device packaging under static and flow testing conditions are presented. During the static volume sensor testing, the sensors response is compared against a calibrated Gas Chromatography (GC) measurement. Also, a commercial H₂ sensor is incorporated into the test chamber to act as a benchmark for the sensor prototype. In the testing phase, H₂ selectivity is demonstrated using pulsed discharge technique.     

基于半不变量及最大熵原理的静态电压稳定概率分析

针对含不确定出力的静态电压稳定分析问题,提出一种基于半不变量及最大熵原理的静态电压稳定概率分析方法.首先,应用拉丁超立方采样法随机生成若干场景后利用K-均值算法进行场景聚类,获取每簇场景的高阶矩和半不变量等数字特征,进而建立最大熵模型拟合负荷裕度的概率分布曲线,将每一簇的分布曲线加权后求得总的分布函数;最后,在IEEE...