检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2012年第4期34卷 411-417页

作者：万宏王兴松东南大学机械工程学院江苏南京211189

通过变截面悬臂梁受迫振动响应模拟鱼体变形,设计了单驱动仿生机器鱼.建立了机器鱼自主游动中变形体耦合动力学方程,运用数值仿真研究的方法探讨了其"加速-滑行"游动模式的动力特性.发现可以通过加速时间和滑行时间的组合得... 详细信息

通过变截面悬臂梁受迫振动响应模拟鱼体变形,设计了单驱动仿生机器鱼.建立了机器鱼自主游动中变形体耦合动力学方程,运用数值仿真研究的方法探讨了其"加速-滑行"游动模式的动力特性.发现可以通过加速时间和滑行时间的组合得到更高的游动效率,拓展了机器鱼的高效运动控制模式.

关键词：机器鱼单驱动变形体加速-滑行

来源：评论

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乘用车经济性换挡策略优化与加速-滑行能效分析

乘用车经济性换挡策略优化与加速-滑行能效分析

引用

作者：胡盼东北林业大学

学位级别：硕士

面对环境污染和能源紧缺的双重压力,如何提高燃油经济性、减少燃料消耗是亟待解决的问题。本文以配置双离合变速箱(Double clutch transmission,DCT)的乘用车为研究对象,对汽车行驶状态和换挡策略进行优化。通过AVL Cruise软件搭建整车... 详细信息

面对环境污染和能源紧缺的双重压力,如何提高燃油经济性、减少燃料消耗是亟待解决的问题。本文以配置双离合变速箱(Double clutch transmission,DCT)的乘用车为研究对象,对汽车行驶状态和换挡策略进行优化。通过AVL Cruise软件搭建整车模型并完成相应的参数配置,设置等速百公里油耗和NEDC循环工况油耗仿真计算任务,进行燃油经济性仿真分析。基于AVL Cruise GSP Generation模块进行燃油经济性换挡策略的计算,基于GSP Optimization模块实现最佳经济性换挡策略的优化设计,将优化后的换挡策略的仿真结果与优化前的仿真结果进行对比,验证了优化后的经济性换挡策略降低了整车的燃油消耗,提高了能源利用率。针对汽车行驶状态优化及特性分析的过程中,选取目标巡航过程作为加速-滑行过程的对照组,基于车辆行驶动力学方程和能量平衡关系,利用MATLAB软件对不同目标巡航速度、加速度以及速度变化幅度下的对称复位式、非对称对称复位式的加速-滑行过程进行仿真分析,得到汽车的节能评价指标随行驶状态的变化特点及加速-滑行过程中累积节能量的变化规律。基于经济性换挡策略优化结果和行驶状态优化结果,对NEDC循环工况进行换挡策略和行驶状态的双重优化,将换挡策略、行驶状态、“换挡策略+行驶状态”优化后的NEDC循环工况和NEDC循环工况的仿真结果进行对比分析,进一步验证行驶状态优化后的经济性换挡策略极大地降低了能量消耗、提高了能量利用率。最后通过道路试验进行实车验证,对加速-滑行过程的累积能量消耗量及其节能效果进行分析,试验结果与仿真结果一致。

关键词：汽车燃油经济性行驶状态换挡策略加速-滑行

来源：评论

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单驱动仿生机器鱼动力特性的实验研究

引用

实验力学 2013年第3期28卷 326-332页

作者：戴云彤万宏徐继刚蒋明苏州科技学院土木工程学院东南大学机械工程学院

根据变截面悬臂梁受迫振动响应来模拟鱼体变形,并设计了单驱动仿生机器鱼,进行了机器鱼直线巡游、转弯和加速-滑行实验。由高速摄像机记录机器鱼运动过程,对序列图像进行处理,获得机器鱼动力特性。结果表明:单驱动机器鱼最大稳态速度约... 详细信息

根据变截面悬臂梁受迫振动响应来模拟鱼体变形,并设计了单驱动仿生机器鱼,进行了机器鱼直线巡游、转弯和加速-滑行实验。由高速摄像机记录机器鱼运动过程,对序列图像进行处理,获得机器鱼动力特性。结果表明:单驱动机器鱼最大稳态速度约为1BL/s,最小转弯半径约为270mm,尾流动力特性良好;论证了摆动频率与摆幅对速度的影响以及摆幅与速度对转弯半径的影响;在加速滑行时间比率2∶1的情况下,速度值较大,进而提出了提高游动效率的方法。研究结果证明单驱动方式较传统驱动方式更合理。

关键词：机器鱼单驱动巡游转弯加速-滑行

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鲔科仿生原型自主游动机理的研究

鲔科仿生原型自主游动机理的研究

引用

作者：夏丹哈尔滨工业大学

学位级别：博士

仿生机器学作为机械学科的新生长点,在我国的国家安全、海洋开发、水下探测等领域有着重大需求。近十余年来,模仿不同仿生原型的仿鱼机器人样机相继在国内外面世,这些样机的研制成功将给未来的水下推进技术带来巨大的变革。仿生机器学... 详细信息

仿生机器学作为机械学科的新生长点,在我国的国家安全、海洋开发、水下探测等领域有着重大需求。近十余年来,模仿不同仿生原型的仿鱼机器人样机相继在国内外面世,这些样机的研制成功将给未来的水下推进技术带来巨大的变革。仿生机器学的迅速崛起亟需仿生力学的理论加以支撑,目前仿生推进机理的研究与原理样机的研制已经到了同步进行的时刻,在机理方面任何一点新的突破,都将给原理样机的研制带来新的启示。为了探索仿生推进机理,国内外学者动用了许多理论分析方法和实验测试手段,力图揭示出问题的本质所在,但遗憾的是,无论是基于原理样机的实验结果,还是基于现有运动学的数值模拟结果,都远没有获得在推进性能上可以与生物原型相比拟的预期效果。因此,本文从揭示仿生推进机理的源头出发,对仿鱼机器人动力学、仿生原型自主游动的数值方法以及仿生原型快速、高效自主游动机理等问题进行研究。仿鱼机器人动力学是开发新型原理样机的基础,针对目前未能很好解决的动力学建模问题,提出了一种仿鱼机器人波状游动的动力学模型。首先,以鲔科仿生原型为研究对象,对其形态学和运动学特征进行描述,并以此为基础,将仿鱼机器人离散成多个环节,采用Kane方法建立了波状游动的动力学模型,并借助计算实例验证了模型的正确性。其次,以动力学模型为依据研制了两关节原理样机,对其推进性能进行了水下实验,然而实验结果并不理想,据此总结了样机推进性能不甚理想的主要原因是仿生推进机理还未完全揭示清楚。以揭示仿生推进机理为目的,对仿生原型的自主游动进行研究,提出了一种求解仿生原型自主游动问题的数值方法。首先,将自主游动问题划分为流体域、鱼体域和动网格域,分别建立各个子域的控制方程。其次,给定鱼体运动学为输入,将鱼体运动转移到流体单元上,形成对周围流体的激励,通过求解流体域方程得到流体作用力,并将该作用力传递于鱼体,作为外力来驱动鱼体的刚性运动,通过求解鱼体域方程得到游动性能,从而实现鱼体和流体的交互过程。最后,采用两个经典算例验证了数值方法的正确性,并将其应用到常规自主游动、尾鳍展向柔性自主游动和加速-滑行自主游动机理的研究中。采用提出的数值方法,对仿生原型的常规自主游动进行数值模拟,求解鱼体自静止状态起动,经逐渐加速并最终收敛到稳态游动的动力学过程,揭示运动学和力能学参数的时间历程变化规律。分别探讨了身体运动行为的摆动频率和尾部最大摆幅,以及尾鳍运动行为的最大击水角度和平动摆动相位差对自主游动性能的影响规律。通过提取三维流场结构,从物理上揭示了仿生原型自主游动的力学机理,据此判断不同运动规律的仿生原型自主游动性能的优劣。为了提高仿生原型自主游动的性能,研究了尾鳍展向柔性自主游动的机理。采用提出的数值方法,求解具有展向柔性尾鳍仿生原型的自主游动性能,并与常规的刚性尾鳍对比。对比结果表明,采用展向柔性尾鳍较刚性尾鳍有着更为优越的性能,具体地,采用“弓形”尾鳍,在降低少许稳态游动速度和推进力的前提下,可以显著减小侧向力和功率消耗,增加游动稳定性;采用“瓢形”尾鳍,可以大大提高稳态游动速度和推进力,进而提高推进效率,同时侧向力和功率消耗有小幅增加。因此,适当调整尾鳍的鳍面形状,一方面可以产生更大的推进力和更高的推进效率;另一方面,可以减小侧向力和功率消耗。加速-滑行游动模式具有高效节能的特点,对其自主游动机理进行研究具有重要意义。采用提出的数值方法,通过改变摆尾次数和占空比求解了仿生原型加速-滑行自主游动的运动学和力能学性能,在加速-滑行自主游动中,选择少的摆尾次数和小的占空比有益于降低功率消耗,提高速度功率比,进而在获得相同稳态游动速度时消耗最少的功率。在此基础上,将加速-滑行游动模式与常规自主游动模式进行对比,两种游动模式在运动学和力能学方面各有利弊,从实现相同的游速来讲,选择常规自主游动更有利;而从游动相同的距离而言,选择加速-滑行游动可以大大降低功率消耗,显著节约能量。

关键词：仿鱼机器人仿生原型自主游动尾鳍展向柔性加速-滑行

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锦鲤常规自由游动的流动物理研究

锦鲤常规自由游动的流动物理研究

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作者：杨焱中国科学技术大学

学位级别：博士

鱼类在自然选择中形成了丰富多样、各具特色的游动本领,同时仿生机器学蓬勃兴起,迫切要求人们更深入地认识鱼类的机动运动机理。近年来,尽管实验技术进步迅速,但对鱼类机动运动机理的认识仍亟需深入,对鱼类游动运动链的一体化研究成为... 详细信息

鱼类在自然选择中形成了丰富多样、各具特色的游动本领,同时仿生机器学蓬勃兴起,迫切要求人们更深入地认识鱼类的机动运动机理。近年来,尽管实验技术进步迅速,但对鱼类机动运动机理的认识仍亟需深入,对鱼类游动运动链的一体化研究成为一大趋势。为此,本论文针对该运动链的末端,即“鱼体-流体”相互作用问题,做了以下新的工作: 一、率先提出了鱼体作为变形体的动力学控制方程,以此建立鱼体动力学方程与非定常流体力学方程的一体化求解方法。该方法适用于数值模拟“主动变形动作→流体动力响应→鱼体运动结果”的运动链,为研究鱼的自主机动运动机理构建了一个二维的基础平台。二、运用该二维平台研究了锦鲤的加速-滑行游动。根据锦鲤的跟踪测量实验结果,研究了其自由游动中最常见的形式:加速-滑行游动。加速-滑行属于常规的自由游动,其特点是鱼体动作由摆尾与伸直交替构成,基本沿直线运动,有加速和减速两个阶段。论文通过数值模拟揭示了该游动方式的力学机理和流动物理特征,探索了该游动方式中锦鲤对其运动和力能学性能的主要控制机制。其中力能学的计算发现在相同平均速度的条件下,加速-滑行游动方式与巡游方式相比效率较低,输出功率较高,从而更正了前人从实验估算得到的加速-滑行游动耗能较少的认识。三、研究了锦鲤的常规转弯。实验中发现常规转弯,尤其是单摆尾转弯是锦鲤在自由游动中最常用的转弯方式,也属于常规的自由游动。本文研究了单摆尾转弯和巡游转弯两种转弯模式的非定常流动物理和流体动力学特征;通过比较常规转弯两种方式的机动性能和力能学特性,揭示了常规转弯所共有的动力学和流动控制规律以及两种方式的不同特点。计算结果给出了锦鲤常规转弯中的机动性能和力能学性能的若干重要控制规律,如敏捷性与机动性成正相关的关系,输出功率与转速成良好的线性关系,单摆尾转弯的效率高于巡游转弯。

关键词：鱼类游动锦鲤变形体动力学计算流体力学自由游动机动运动加速-滑行常规转弯

来源：评论

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韩国现代并联混合动力节油驾驶策略的研究

引用

汽车与新动力 2019年第5期2卷 24-30页

作者： J.S.EO[韩] S.J.KIM[韩] J.OH[韩] Y.K.CHUNG[韩] Y.J.CHANG[韩] 陈佳(译) 不详

验证加速-滑行PnG驾驶策略在并联混合动力汽车上的节油效果。研究电动控制模式(电力电子元件全负荷工作)、机械控制模式(电力电子元件按需少量工作)和混合控制模式(电力电子元件部分负荷工作)等PnG驾驶策略。电动控制模式PnG驾驶策略中... 详细信息

验证加速-滑行PnG驾驶策略在并联混合动力汽车上的节油效果。研究电动控制模式(电力电子元件全负荷工作)、机械控制模式(电力电子元件按需少量工作)和混合控制模式(电力电子元件部分负荷工作)等PnG驾驶策略。电动控制模式PnG驾驶策略中动力电池的充电与放电由保持恒定车速的需求功率决定。机械控制模式PnG驾驶策略中动力电池的使用率最小化、车辆的加速与减速由需求功率决定。混合控制模式PnG驾驶策略则综合了上述2种策略,并在两者之间找到平衡点。研究了在实现目标车速跟踪时燃油效率和车辆驾驶性之间的折中关系。为了评估上述驾驶策略的可行性,分类记录和分析了传动系统的能量损失,包括发动机热损失、发动机摩擦损失、电损失和阻力损失。其中,电损失指动力系统电子元件的全部电能损失,阻力损失指空气阻力和滚动阻力等行驶阻力所产生的能量损失。采用定量分析不同驾驶策略的各种损失和燃油效率。试验在1台装有汽油发动机、变速器集成电驱动模块和6速双离合变速器的实车上进行。

关键词：高效驾驶超级节油加速-滑行双离合变速器集成电驱动模块

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