检索结果-内蒙古大学图书馆

解放军理工大学学报（自然科学版） 2011年第1期12卷 7-12页

作者：刘广宇杨曾贠超李明齐卜智勇中国科学院上海微系统与信息研究所上海200050

针对基于非理想信道信息的多用户多天线上行协作式空间复用系统,提出了一种自适应的在协作式空间复用与单发多收之间进行模式切换的混合传输方案。分别分析了协作式空间复用与单发多收在理想信道信息与非理想信道信息下的各态历经可达... 详细信息

针对基于非理想信道信息的多用户多天线上行协作式空间复用系统,提出了一种自适应的在协作式空间复用与单发多收之间进行模式切换的混合传输方案。分别分析了协作式空间复用与单发多收在理想信道信息与非理想信道信息下的各态历经可达速率性能,获得了其闭式的边界结果;在两者分析结果比较的基础上,提出了一种基于可达速率边界的模式切换传输方案;通过数值仿真证实了分析结果的准确性,说明了在非理想信道信息下,高信噪比区域的协作式空间复用有必要切换为单发多收以实现可达速率的最大化。

关键词：模式切换协作式空间复用单发多收非理想信道信息可达速率

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多模混合动力汽车最优设计方法与模式切换控制研究

多模混合动力汽车最优设计方法与模式切换控制研究

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作者：庄伟超南京理工大学

学位级别：博士

本文的研究对象是以行星齿轮排作为动力耦合装置的多模混合动力汽车,该动力耦合装置通过行星齿轮排端点间的离合器接合与分离,能够在一个动力总成中实现包括串联、并联与混联式在内的多种混合动力汽车结构模式。多种结构模式的存在使得... 详细信息

本文的研究对象是以行星齿轮排作为动力耦合装置的多模混合动力汽车,该动力耦合装置通过行星齿轮排端点间的离合器接合与分离,能够在一个动力总成中实现包括串联、并联与混联式在内的多种混合动力汽车结构模式。多种结构模式的存在使得混合动力汽车能够适应不同的工作环境,与串联、并联和混联式混合动力汽车相比具有更加突出的动力性与经济性潜力。本文从动力学模型,结构模式,能量管理控制策略,构型搜索,最优设计方法与模式切换控制等多个角度对多模混合动力汽车进行研究,论文的主要工作与研究成果如下:(1)动力学模型的建立与模型自构法的提出。建立了包括准静态发动机模型与电动机/发电机模型、等效电路电池模型和驾驶员模型等在内的多模混合动力汽车整车纵向动力学模型。针对行星齿轮排动力耦合装置,提出了模型自构法,通过快速构建基特征矩阵、扭矩状态转移矩阵与角加速度状态转移矩阵,推导出状态空间表示的系统动力学方程,提取并定义了系统动力元件相关的系统特征矩阵。(2)多模混合动力汽车结构模式的筛选、搜索与分类。通过深度优化搜索方法搜寻多模混合动力汽车的所有离合器组合形式,并利用模型自构法求解所有结构模式的特征矩阵,进而通过特征矩阵,提取混合动力汽车的所有互异模式。同时,根据特征矩阵的相关系数,利用二叉树方法将所有结构模式分为14种不同类型,包括串联、复合型功率分流、输入型功率分流、输出型功率分流、双电机并联式、双电机纯电动模式等典型混合动力模式。(3)多模混合动力汽车结构模式的综合能量效率与动力性能的分析方法。通过发动机与车辆输出轴间的能量流分析,提出一种混合动力驱动模式的能量效率评价因子,称为全局归一化效率因子GNEF(Global Norlmalized Efficiency Factor)。为了评价不同结构模式在实际循环工况中的能量效率,本文加权计算GNEF与实际循环工况的工作点,提出了工况相关效率因子DCWE(Driving Cycle Weighted Efficiency)。对于结构模式的加速、爬坡与载货等动力性能,本文通过构建与求解模式输出扭矩的最大化问题实现。(4)多模混合动力汽车能量管理控制策略的优化。本文基于全局归一化效率因子,提出一种能够同时处理混合动力模式与纯电动模式的能量效率优化问题的能量管理瞬时优化控制策略,称为能量效率最大化控制策略NEMS(Normalized Efficiency MaXimum Stratergy)。将该方法与动态规划DP(Dynamic Programming)相结合,提出适用于多模混合动力汽车的近优能量管理控制策略NEMS+,其中DP用于求解最优模式切换命令,而NEMS用于计算最优的能量分配律。NEMS+在实现能量管理控制策略优化的同时,能够保证模式切换的平顺性与合理的模式切换频率。与纯DP能量管理控制策略相比,NEMS+在保证经济性优化准确度的基础上,将计算效率提高105倍以上。(5)多模混合动力汽车的拓扑构型优化。本文基于离合器与固定连接杆组合可能性,对多模混合动力汽车的拓扑构型数量进行讨论,从搜索精度与搜索效率两个角度,分别提出了针对双排与三排行星齿轮混合动力系统的穷举构型搜索法与模式组合法。模式组合法通过组合几个具有不同优异性能的结构模式,能够快速搜索到具有突出经济性与动力性能的多模混合动力汽车;当模式约束解除时,模式组合法能搜索到与穷举构型搜索法同样的构型方案。案例分析发现,穷举构型搜索法能够将通用Volt2016的纯电动百公里耗电量、百公里油耗与百公里加速时间分别降低3.57%、4.01%与3.61%;模式组合法能够将通用Silverado混动版的百公里油耗与百公里加速时间分别降低2.58%与14.89%。(6)双排与三排行星齿轮混合动力系统的对比。本文分别从定性与定量角度,对双排与三排行星齿轮混合动力系统的模式性能与构型性能进行了对比,发现在本文的动力总成参数条件下,三排行星齿轮混合动力系统适用于扭矩需求更为宽泛的SUV、皮卡或者公交大巴上;若兼顾系统成本,普通乘用汽车上采用双排行星齿轮便能获得突出的经济性与动力性。(7)多模混合动力汽车的最优设计方法研究。将多模混合动力汽车的能量管理控制策略优化问题、拓扑构型优化问题与动力参数匹配问题融合在一起,分别提出笼式优化与迭代优化两种优化架构,实现多模混合动力汽车的最优设计。仿真结果说明迭代优化架构能够高效准确地收敛至笼式优化法所求的全局最优解。(8)多模混合动力汽车的模式切换设计。本文利用支持向量机对从动态规划中提取的多模混合动力汽车各结构模式的工作点进行分类,得到多模混合动力汽车的模式切换图;通过分析优化的模式切换图,发现其与模式的全局能量效率,最大输出扭矩与模式切换能量变化等相关,从而整理出多模混合动力汽车模式切换图的正向设计方法。设计优化得到的模式切换图

关键词：混合动力汽车多模能量管理控制策略动力参数匹配拓扑构型优化模式切换

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基于模型预测的PHEV模式切换协调控制

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计算机仿真 2020年第1期37卷 109-116页

作者：苏攀攀付主木宋书中陶发展河南科技大学大学信息工程学院河南洛阳471023 河南科技大学河南省机器人与智能系统重点实验室河南洛阳471023

针对混合动力汽车在模式切换过程中,由于离合器的结合/分离易产生较大冲击度和滑磨功,提出一种模型预测切换协调控制方法。在进行动力学分析基础上,建立预测模型。以电机驱动下的速度响应作为目标转速,构造目标函数,考虑其非可行解问题... 详细信息

针对混合动力汽车在模式切换过程中,由于离合器的结合/分离易产生较大冲击度和滑磨功,提出一种模型预测切换协调控制方法。在进行动力学分析基础上,建立预测模型。以电机驱动下的速度响应作为目标转速,构造目标函数,考虑其非可行解问题、动力部件物理约束以及最大冲击度限制要求,引入松弛因子,设计状态约束条件,保证其解的可行性与切换平顺性,实现较小冲击度与滑磨功。同时,引入预测误差,对预测值进行反馈校正,以提高控制精度;将所提策略转化为在线二次规划问题,便于计算机实现。仿真验证结果表明,所提协调控制策略与传统策略相比,冲击度与滑磨功明显降低,保证了切换平顺性,提高了驾驶性能。

关键词：并联式混合动力汽车模式切换模型预测控制冲击度滑磨功

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道路坡度识别的混合动力客车模式切换控制策略

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第8期37卷 30-37页

作者：杨杰高爱云范卫峰付主木张玮河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003 河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023

模式切换是混合汽车的核心技术之一,决定了车辆的平顺性和乘客的舒适性。针对目前混合动力客车的模式切换没有考虑实际道路坡度的问题,基于洛阳市某旅游路线的混合动力客车实际的道路行驶工况,采用纵向动力学算法进行道路坡度识别,再利... 详细信息

模式切换是混合汽车的核心技术之一,决定了车辆的平顺性和乘客的舒适性。针对目前混合动力客车的模式切换没有考虑实际道路坡度的问题,基于洛阳市某旅游路线的混合动力客车实际的道路行驶工况,采用纵向动力学算法进行道路坡度识别,再利用BP神经网络算法对未来时间内的车速进行预测,根据已知的道路坡度和车辆的未来车速利用汽车动力学公式求得需求转矩,根据需求转矩以及SOC值进行模式状态确定,使汽车在有发动机介入时的模式时提前完成模式切换,避免汽车在上坡过程中动力不足。实验仿真结果表明:该控制策略可以使汽车在即将上坡时提前完成模式切换,提高了驾驶性能,避免了上坡动力不足。

关键词：道路坡度识别 BP神经网络控制策略模式切换

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并联混合动力汽车模式切换快速终端滑模控制

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河南科技大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 18-25,M0003页

作者：王永强付主木宋书中陶发展司鹏举河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023 河南科技大学河南省机器人与智能系统重点实验室河南洛阳471023

为了防止并联混合动力汽车模式切换过程中发生扭矩波动,提出了一种基于干扰补偿的切换快速终端滑模控制方法。首先,在对整车动力结构和驱动模式分析的基础上,根据由纯电动模式向混合驱动模式切换过程中3个阶段内干扰量的不同,分别设计... 详细信息

为了防止并联混合动力汽车模式切换过程中发生扭矩波动,提出了一种基于干扰补偿的切换快速终端滑模控制方法。首先,在对整车动力结构和驱动模式分析的基础上,根据由纯电动模式向混合驱动模式切换过程中3个阶段内干扰量的不同,分别设计了干扰观测器估计各阶段干扰,将得到的估计值作为系统控制输入。其次,利用快速终端滑模控制和电机补偿发动机扭矩误差的方法,对各阶段干扰估计量进行补偿,通过构造Lyapunov函数证明控制系统的稳定性。最后,对所设计方法分别进行仿真和试验。研究结果表明:该方法在保证整车动力性的同时,确保了模式切换的平顺性,试验的整车最大冲击度降低了52.37%,提高了驾驶性能。

关键词：并联混合动力汽车模式切换扭矩波动协调控制驾驶平顺性能

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一体式再生燃料电池模式切换过程传热与流动研究

一体式再生燃料电池模式切换过程传热与流动研究

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作者：刘佳兴北京工业大学

学位级别：博士

一体式再生燃料电池将燃料电池和电解池合二为一，在一个单体电池中实现两种模式。当电池运行电解池模式时，电解水生成氢气和氧气。当电池运行燃料电池模式时，将储存在氢气中的化学能通过电化学反应转化为电能，同时生成水。在实际应... 详细信息

一体式再生燃料电池将燃料电池和电解池合二为一，在一个单体电池中实现两种模式。当电池运行电解池模式时，电解水生成氢气和氧气。当电池运行燃料电池模式时，将储存在氢气中的化学能通过电化学反应转化为电能，同时生成水。在实际应用过程中，一体式再生燃料电池在燃料电池和电解池之间的模式切换不可避免。模式切换过程涉及物料、电、电化学反应的切换，进而导致电池内传热及流动发生复杂的变化。研究一体式再生燃料电池在模式切换过程的传热及流动有助于了解模式切换过程，为电池稳定工作提供参考。　　本文主要研究模式切换过程中一体式再生燃料电池内部的传热及流动变化，观测氧侧流道内两相流演变情况，测量得到氢侧扩散层表面局部温度及热流密度，并计算出局部换热系数。具体研究工作如下:　　完善了一体式再生燃料电池实验系统，改善后的系统使得电池可以在燃料电池模式、电解池模式、模式切换下运行，实现了电池电信号采集、物料切换以及两相流拍摄信号灯的同步。一体式再生燃料电池采用蛇形流场板、三合一膜电极。氧电极侧使用钛网作为扩散层，氢电极侧使用碳纸作为扩散层。电解和燃料电池模式性能重现性较好。　　探究了一体式再生燃料电池在电解和燃料电池模式下的两相流。电解池模式下，电池内气泡随电流密度增加而增多。对于小气泡来说，浮生力作用明显，沿流道向上运动。小气泡在蛇形流道拐角处积聚成大气泡，脱离后沿流道吸收小气泡形成气弹。燃料电池模式下，高温时流道内几乎观测不到液态水，低温时流道内在高电流密度下能观测到液态水。　　采用自制的薄膜传感器，测量得到一体式再生燃料电池在电解池和燃料电池模式下温度和热流密度，并根据得到的温度和热流密度计算出换热系数。电解池模式下，氢侧扩散层表面温度和流道内气体温度随着电流密度的增加先降低后升高。热流密度在低电流密度下相对稳定而略有下降，而后随电解电流密度的增大，流道上、中游热流密度慢慢增大，流道下游热流密度略微下降。局部换热系数相对稳定，只有下游处随时间缓慢下降。燃料电池模式下，氢侧扩散层表面温度和流道内气体温度随着电流密度的增加而升高。热流密度随电流密度的增加而增大，流道下游受到液态水的影响在高电流密度时热流密度出现下降。局部换热系数在低电流密度下有波动。　　对可视化设计的一体式再生燃料电池在模式切换过程中的两相流演化情况进行了研究。从电解池模式向燃料电池模式切换受到液态水的影响很大，直接切换过程由于受到水淹的影响，燃料电池模式难以启动。从电解池模式向燃料电池模式切换，小的燃料电池密度、适中的电解电流密度和温度更利于燃料电池的启动。从燃料电池模式可以直接切换到电解池模式，在电解运行初期存在供水不足而引起的浓差极化，适中的燃料电池电流密度、小的电解电流密度和中等的温度比较利于电池稳定运行。　　实验测量了一体式再生燃料电池在模式切换过程中扩散层表面的温度、热流密度和流道内氢气的温度，并由此得到了换热系数。模式切换过程中温度、热流密度变化明显，随周期性的模式切换而周期性的变化。温度随周期运行有上升趋势，热流密度随周期运行有下降趋势，说明电池产热大于散热。局部换热系数随模式切换变化幅度不大，沿流道流动方向局部换热系数增大。燃料电池电流密度对切换过程的传热有较大影响，随着电流密度的增大，切换至燃料电池模式后的温度和热流密度都呈上升趋势。加热工况导致一体式再生燃料电池内部的温度和热流密度的变化更加显著。　　建立了基于质子交换膜的燃料电池全电池准二维模型，得到电池电压、电流和过电势之间关系的分析解表达式。模型得到的结果与文献中实验数据吻合较好。分析解预测的电池阳极过电势占总过电势的比例最高可达28％，说明阳极过电势不能被忽略。模型结果表面浓差极化主要发生在阴极侧，说明阴极侧从流道往催化层的传质需要加强以获得更好的电池性能。催化层中的氢气和氧气浓度都随电流密度的增加而减小。

关键词：一体式再生燃料电池模式切换两相流传热性能传质性能

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一种混联式混合动力汽车模式切换过程发动机和驱动电机控制策略研究

一种混联式混合动力汽车模式切换过程发动机和驱动电机控制策略研...

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作者：张虎上海交通大学

学位级别：博士

在能源和环境问题日益严峻的时代背景下,汽车作为人们日常生活中最重要的交通工具之一,必须更节能、更高效和更清洁。混合动力汽车是一种有效、可靠的新能源汽车解决方案,其中混联式混合动力汽车兼具串联式混合动力和并联式混合动力的特... 详细信息

在能源和环境问题日益严峻的时代背景下,汽车作为人们日常生活中最重要的交通工具之一,必须更节能、更高效和更清洁。混合动力汽车是一种有效、可靠的新能源汽车解决方案,其中混联式混合动力汽车兼具串联式混合动力和并联式混合动力的特点,具有较强的提高整车经济性的能力。为了满足整车能量管理策略的要求,混合动力汽车在运行过程中需要在不同模式间切换。然而,模式切换过程中,特别是纯电动模式向发动机驱动或混合驱动模式切换的过程中,涉及发动机起动、离合器结合等瞬态过程,影响整车驾驶性和排放。因此,以优化模式切换过程驾驶性和排放为目标,进行发动机和驱动电机控制策略的研究,对提高混合动力汽车整车性能具有重要意义。同时,由于模式切换过程的持续时间很短,且切换期间发动机、ISG、离合器和驱动电机等多部件发生瞬时动态变化,因此给研究带来一定的挑战。本文针对一种混联式混合动力汽车,通过研究纯电动模式向混合驱动模式切换过程中的发动机控制策略和驱动电机控制策略,达到改善模式切换过程整车驾驶性和排放的研究目标。具体研究内容主要包括以下几个方面:(1)采用Mototron快速原型控制器开发平台,搭建发动机管理系统基本框架,并通过图形化控制策略开发软件Matlab/Simulink,开发基本的发动机控制功能模块,包括电子节气门控制、基本的进气量控制、喷油控制以及点火控制,为模式切换过程发动机控制策略的研究提供基础和平台。(2)针对模式切换时发动机起动过程驾驶性和排放问题,进行模式切换过程发动机控制策略的研究。首先,通过台架测试对传统发动机起动特性进行研究。传统发动机起动时,发动机必须输出足够的有效转矩,以保证起动成功。因此,传统发动机进气量控制、喷油控制和点火控制都必须考虑有效转矩输出的需求;同时,传统发动机起动时,首循环转速低,油气混合差,燃烧条件恶劣。接着,分析总结混合动力发动机起动控制的特点:一,ISG提供辅助转矩,发动机控制策略可以摆脱有效转矩输出需求的限制;二,ISG可以实现良好调速,发动机转速和进气歧管压力控制精确。最后,进行模式切换过程发动机控制策略的优化:一,转速和负荷的优化,即工作点的优化,包括发动机目标转矩实现过程的离合器状态选择,首循环转速和负荷,以及转速和负荷的变化路径;二,喷油量的优化,包括基于转速和进气歧管压力精确控制的喷油量优化,以及基于点火能量的喷油量优化。(3)针对模式切换时离合器结合过程的驾驶性问题,进行了模式切换过程驱动电机转矩控制策略的研究。首先,建立用于模式切换过程驱动电机转矩控制策略设计与仿真的混合动力汽车整车系统动力学模型。接着,提出了模式切换过程驱动电机转矩的控制策略:一,驱动电机转矩的一部分用于满足整车驾驶需求,另一部分用于补偿离合器输出的转矩对传动系和整车造成的影响;二,补偿控制由基于离合器/发动机转矩估计的前馈控制和用于消除离合器/发动机转矩估计误差和瞬态效应的反馈控制两部分组成。反馈控制器以理想车轮转速为参考量,以实际车轮转速为反馈量,基于忽略车轮负载转矩并考虑参数辨识误差的系统模型,采用鲁棒控制理论进行设计。仿真结果显示,设计的控制策略可以有效地补偿离合器输出转矩,降低车辆冲击度,改善整车驾驶性,并对模型参数辨识误差具有一定的鲁棒性。(4)通过半实物台架实验,进一步验证了模式切换过程驱动电机转矩控制策略的有效性。首先,搭建了半实物台架测试平台,将输入测功机(模拟发动机和ISG组成的总成)、真实的变速箱(包括离合器)和虚拟车辆模型组成一个闭环的混合动力系统,虚拟车辆模型由驱动电机及其控制策略、主减速器、差速器、半轴、车轮、车身和路面组成。具体地,输入测功机经过变速箱输出的转矩为虚拟车辆模型的输入;虚拟车辆模型实时运行并计算得出发动机转矩控制命令和左、右车轮转速,分别作为输入测功机的参考转矩和左、右测功机的参考转速;测功机跟踪各自的参考转矩或转速,实现半实物台架对混合动力系统的模拟。接着,通过半实物台架测试,验证了驱动电机转矩控制策略在车辆从纯电动模式向混合驱动模式切换时补偿转矩冲击,降低车辆冲击度的有效性。同时,通过改变实验时的参考车速和虚拟模型的参数值,验证了驱动电机转矩控制策略的鲁棒性。

关键词：混合动力汽车模式切换驾驶性排放半实物台架测试鲁棒控制

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基于模式切换的直驱式风力发电机最大功率跟踪控制

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电测与仪表 2017年第4期54卷 57-62页

作者：外力江.孜比布拉李永东程志江新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830008 清华大学电工程与应用电子技术系北京100084

变步长爬山搜索法具有算法简单,跟踪精度高的特点,但在搜索阶段风速有较大变化时有跟踪失误的缺点。最优叶尖速比法风速快速波动时,能够快速跟踪,鲁棒性强,但风速不易测量,具有局限性。针对上述问题,提出将基于LS-SVM风速估计的最优叶... 详细信息

变步长爬山搜索法具有算法简单,跟踪精度高的特点,但在搜索阶段风速有较大变化时有跟踪失误的缺点。最优叶尖速比法风速快速波动时,能够快速跟踪,鲁棒性强,但风速不易测量,具有局限性。针对上述问题,提出将基于LS-SVM风速估计的最优叶尖速比法和变步长爬山搜索法相结合构建一种模式切换的最大功率跟踪方法,仿真结果已证明此方法的有效性和可行性。

关键词： MPPT 直驱永磁同步风力发电机模式切换 LS-SVM

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基于服务模式切换的数据中心能耗最小化问题研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2015年第6期38卷 752-758页

作者：魏振春朱赛卫星韩江洪合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009 安全关键工业测控技术教育部工程研究中心安徽合肥230009

面向云计算的数据中心一般由大量服务器组成,保持合适数量活跃服务器提供及时服务的同时,尽可能切换服务器到空闲模式以减少能耗是一种有效的节能措施。文章研究了负载已知的情况下如何最小化数据中心操作能耗(服务进程能耗)和切换能耗... 详细信息

面向云计算的数据中心一般由大量服务器组成,保持合适数量活跃服务器提供及时服务的同时,尽可能切换服务器到空闲模式以减少能耗是一种有效的节能措施。文章研究了负载已知的情况下如何最小化数据中心操作能耗(服务进程能耗)和切换能耗(活跃/空闲模式改变能耗)的问题。首先,建立数据中心能耗最小化模型;然后分析特殊情况下最优解的特性;最后通过消除动态规划的递推过程,得到具有多项式复杂度的最优算法。不同负载变化趋势的数值结果表明,该算法能保证能耗达到最小,同时计算过程平稳。

关键词：云计算数据中心服务器节能模式切换

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液压机械传动装置模式切换优化控制

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重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第4期36卷 131-137页

作者：王越航曹付义席志强徐立友河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003 拖拉机动力系统国家重点实验室河南洛阳471039

针对液压机械传动装置(HMT)模式切换时易出现动力中断、冲击度大且切换前后稳定输出转速不一致等问题,提出了一种排量预测及转矩协调控制的模式切换方法。该方法通过建立HMT模式切换数学模型,基于二次型最优控制理论,对切换过程离合器... 详细信息

针对液压机械传动装置(HMT)模式切换时易出现动力中断、冲击度大且切换前后稳定输出转速不一致等问题,提出了一种排量预测及转矩协调控制的模式切换方法。该方法通过建立HMT模式切换数学模型,基于二次型最优控制理论,对切换过程离合器转矩进行了协调控制;根据模式切换前后液压调速系统流量平衡方程,建立了基于所处工况信息(输入转速、负载转矩)的排量预测模型,通过控制变量液压泵排量阶跃调节至预测值,实现了模式切换前后稳定输出转速的基本一致。仿真结果表明:与传统方法相比,该方法可使HMT模式切换过程最大输出转矩损失系数降低29.85%、切换时间减少17.82%、切换冲击度控制在合理范围内,同时,排量调节有效减小了切换前后稳定输出转速的误差,模式切换品质得到明显提高。

关键词：液压机械传动模式切换排量预测二次型最优控制

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