检索结果-内蒙古大学图书馆

动力学与控制学报 2023年第10期21卷 43-50页

作者：廖思华刘丹刘雅琪赵荣曾嘉俊刘胜湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411104

能量采集技术是发展绿色智能交通系统的重要途径.与电池和电缆供电方式相比,从交通环境中收集机械能并将其转化为电能能为智能交通系统中分布的微机电系统供电,且具有便捷、可持续、绿色低碳等优点.本文设计了一种摩擦-电磁复合式能量... 详细信息

能量采集技术是发展绿色智能交通系统的重要途径.与电池和电缆供电方式相比,从交通环境中收集机械能并将其转化为电能能为智能交通系统中分布的微机电系统供电,且具有便捷、可持续、绿色低碳等优点.本文设计了一种摩擦-电磁复合式能量回收带(Hybrid Triboelectric-Electromagnetic Energy Harvesting Bump,HTEEHB),主要由电磁发电单元和摩擦发电单元组成,电磁发电单元磁体线圈交错排列,以提高空间利用率和增加功率密度;摩擦电单元采用改性聚二甲基硅氧烷复合材料组装的折叠结构,可显著提高输出功率.通过磁力和弹性体的双重作用力进行复位,可避免传统弹簧复位需要精密导向机构的缺点.基于HTEEHB工作原理,建立机电耦合动力学模型并进行试验验证,证明了磁力复位的有效性.试验结果表明,在激励频率为5Hz,受力为15N时,左右两侧摩擦发电单元产生的最大平均功率分别为353.1μW和360μW,电磁发电产生的平均功率为6.67μW.该装置收集车辆滚动能量,可为交通环境中的小型器件提供可持续的绿色无碳动力.

关键词：车路能量采集摩擦-电磁复合发电磁力复位

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超音速火焰喷涂Ni-CeO_(2)复合涂层的数值模拟及耐磨耐腐蚀性能

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中国表面工程 2023年第3期36卷 180-192页

作者：刘思思杨正航武云文廖君慧刘金刚湘潭大学机械工程与力学学院湘潭411105 汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411105 湖南江滨机器(集团)有限责任公司湘潭411105

超音速火焰喷涂因其制备的涂层具有优异性能而被航空航天、石油化工等领域广泛使用,其工艺参数较为复杂且对涂层质量具有重要影响,但对其制备Ni基涂层的工艺参数选择及涂层性能研究相对较少。采用数值模拟的方法对超音速火焰喷涂Ni基涂... 详细信息

超音速火焰喷涂因其制备的涂层具有优异性能而被航空航天、石油化工等领域广泛使用,其工艺参数较为复杂且对涂层质量具有重要影响,但对其制备Ni基涂层的工艺参数选择及涂层性能研究相对较少。采用数值模拟的方法对超音速火焰喷涂Ni基涂层进行模拟,并对焰流与粒子特性进行分析;利用模拟指导试验,在316L不锈钢基体上成功制备Ni-CeO_(2)复合涂层;对复合涂层组织形貌及耐磨耐腐蚀性能做进一步研究。研究结果表明:当氧气煤油比等于3,注入颗粒粒径在20~80μm时,喷涂工艺最优;在添加CeO_(2)后,复合涂层的耐磨性能耐腐蚀性能均得到提升,且当CeO_(2)含量为1 wt.%时,涂层硬度最大,摩擦因数最低,其摩擦因数相较于基体降低了39.8%,相较于Ni基涂层降低了22.2%,其耐磨性能相较于Ni基涂层提升了62.5%。探究了超音速火焰喷涂工艺参数对喷涂系统状态的影响,分析了添加CeO_(2)在复合涂层中的作用,对超音速火焰喷涂Ni-CeO_(2)复合涂层具有引领与推动作用。

关键词：超音速火焰喷涂复合涂层 CeO_(2) 数值模拟耐磨性能

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融合灰色预测和卡尔曼滤波的车辆侧向碰撞预警

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机械工程学报 2024年第20期60卷 240-250页

作者：张志勇王宇翔黄彩霞吴悠杜荣华长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 长沙理工大学机械装备高性能智能制造关键技术湖南省重点实验室长沙410114 湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411104

车辆碰撞预警是车辆主动安全控制关键技术,常需要利用准确的车辆状态信息进行运动轨迹的高精度预测,再由运动轨迹预测模块判断安全碰撞预警时间内是否存在碰撞风险。为提高碰撞预警精度,建立以恒定转弯率和加速度模型为状态转移方程,平... 详细信息

车辆碰撞预警是车辆主动安全控制关键技术,常需要利用准确的车辆状态信息进行运动轨迹的高精度预测,再由运动轨迹预测模块判断安全碰撞预警时间内是否存在碰撞风险。为提高碰撞预警精度,建立以恒定转弯率和加速度模型为状态转移方程,平方根容积卡尔曼滤波器为估计算法的状态估计方法,提高目标车相对运动状态的估计精度;提出融合灰色预测的车辆运动轨迹预测方法,通过灰色预测模型对量测变量进行多步预测,再由平方根容积卡尔曼滤波器进行校正,提高目标车相对运动轨迹的预测精度;最后,考虑路面附着系数对安全碰撞预警时间的影响,提出一种车辆侧向碰撞预警方法。数字仿真结果表明,在不同路面附着条件下,提出的车辆侧向碰撞预警方法都准确预测车辆的碰撞时间,提前的预警时间大于安全碰撞预警时间,确保驾驶员或主动避障控制系统能及时操控车辆,提高车辆行驶的安全性。

关键词：碰撞预警轨迹预测状态估计灰色预测卡尔曼滤波

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纯电动汽车传动系统-电机结构参数协同设计优化

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汽车工程 2023年第11期45卷 2113-2122页

作者：何智成谢泽军刘侃周恩临唐谦黄元毅湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411014 上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心柳州545000

提出一种纯电动汽车传动系统与电机结构参数协同设计优化方法,来提高纯电动汽车动力性与经济性,同时降低永磁同步电机齿槽转矩以降低电机的振动噪声。首先,以电机结构参数为输入,额定转矩与齿槽转矩为输出,开展了基于电机多参数仿真和... 详细信息

提出一种纯电动汽车传动系统与电机结构参数协同设计优化方法,来提高纯电动汽车动力性与经济性,同时降低永磁同步电机齿槽转矩以降低电机的振动噪声。首先,以电机结构参数为输入,额定转矩与齿槽转矩为输出,开展了基于电机多参数仿真和不同机器学习预测模型精度的研究,并建立永磁同步电机额定转矩和齿槽转矩的高精度机器学习预测模型;其次,利用电机基本设计参数(额定转矩、峰值转矩、额定转速、峰值转速)以及峰值效率构建永磁同步电机效率map图的快速预估数学模型;再次,基于电机齿槽转矩预测模型以及电机效率map图的快速预估数学模型,建立电机结构参数与效率特性的映射关系;最后,以电机结构参数和传动比为优化变量,整车动力性、经济性以及电机齿槽转矩为优化目标,运用遗传算法进行多目标优化。仿真结果表明,相较于优化前,优化后的整车性能0-100 km/h加速时间缩短了27.3%,15 km/h最大爬坡度提高了40.5%,WLTC工况能耗减少了1.6%,电机齿槽转矩降低了42.2%。

关键词：永磁同步电机机器学习电机效率map图齿槽转矩

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TD3算法改进与自动驾驶汽车并道策略学习

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机械工程学报 2023年第8期59卷 224-234页

作者：张志勇黄大洋黄彩霞胡林杜荣华长沙理工大学机械装备高性能智能制造关键技术湖南省重点实验室长沙410114 长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411104

为提高自动并道策略的综合性能,改进了双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)的Q值估计方法和奖励函数。通过马尔科夫决策过程,将车辆并道过程建模为强化学习问题,分析TD3强化学习算法中... 详细信息

为提高自动并道策略的综合性能,改进了双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)的Q值估计方法和奖励函数。通过马尔科夫决策过程,将车辆并道过程建模为强化学习问题,分析TD3强化学习算法中Q值低估对并道决策的影响。对TD3算法的双评论家目标网络执行蒙特卡洛随机失活,在获得两个Q值估计样本的基础上,提出基于样本方差加权平均的Q值估计方法,提高TD3算法的Q值估计精度。在优先保证完成并道任务的前提下,充分考虑车辆并道过程中的安全性、舒适性和交通效率,建立完备的奖励函数。基于改进的TD3算法和奖励函数,通过BARK模拟器开展自动驾驶汽车并道策略学习和测试。结果表明,提出的改进TD3算法显著提高了Q值估计精度。结合建立的奖励函数,在保证交通效率的同时提高了车辆并道的安全性和乘坐舒适性。

关键词：自动驾驶汽车强化学习并道策略 Q值估计

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ISO和AGMA标准的齿面损坏计算比较研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第7期37卷 192-200页

作者：潘晓东刘祥环胡迪株洲齿轮有限责任公司湖南株洲412000 新能源动力与传动系统湖南省重点实验室湖南株洲412000

针对ISO 6336与AGMA 925标准关于齿轮齿面胶合、磨损、微点蚀等齿面损坏的计算方法的不同,研究了接触温度和膜厚比的差异。从原理分析、理论计算和试验案例3个方面研究了齿面损坏承载能力的标准,通过多组实例计算,对比2种标准下齿面接... 详细信息

针对ISO 6336与AGMA 925标准关于齿轮齿面胶合、磨损、微点蚀等齿面损坏的计算方法的不同,研究了接触温度和膜厚比的差异。从原理分析、理论计算和试验案例3个方面研究了齿面损坏承载能力的标准,通过多组实例计算,对比2种标准下齿面接触温度、润滑油膜厚度及安全系数等。研究结果表明,由于ISO 6336和AGMA 925标准的齿面载荷计算方法不同,以及摩擦因数拟合的差异,造成了计算结果的差异。AGMA 925使用本体温度计算局部润滑油黏度,ISO 6336-22则用局部滑动系数考虑了闪温对局部润滑油黏度的影响,导致ISO 6336-22计算的油膜厚度在闪温高的点低于AGMA 925标准。采用不同的标准计算会得到不同的风险评估结果,设计校核时应对比各标准的结果,以提高风险预测的准确性。

关键词： ISO 6336 AGMA 925 胶合微点蚀膜厚闪温

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六行采棉打包一体机行走变速箱设计与有限元分析

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拖拉机与农用运输车 2024年第1期51卷 25-29页

作者：刘超胡峥明杨宝莞刘祥环新能源动力与传动系统湖南省重点实验室湖南株洲412007

棉花机械采收是减少人力劳动、实现农业生产机械化的关键。根据新疆地区棉花采收实际生产需求和采棉机作业工况,设计了采棉机变速箱。本文根据采棉打包机行走作业需求,以采棉机行走变速箱为研究对象,运用MASTA软件对行走变速箱齿轮、轴... 详细信息

棉花机械采收是减少人力劳动、实现农业生产机械化的关键。根据新疆地区棉花采收实际生产需求和采棉机作业工况,设计了采棉机变速箱。本文根据采棉打包机行走作业需求,以采棉机行走变速箱为研究对象,运用MASTA软件对行走变速箱齿轮、轴承和壳体进行有限元分析,验证其合理性。分析结果表明:所设计的采棉打包机行走变速箱齿轮、轴承和壳体在最恶劣的工况下均符合设计需求,可满足采棉打包机的作业要求。

关键词：采棉打包机变速箱方案设计有限元分析

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交通环境能量采集及自供能交通设施健康状态监测研究进展

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仪器仪表学报 2022年第3期43卷 3-23页

作者：杜荣华朱胜亿魏克湘张文明邹鸿翔长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411104 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

从交通环境中采集能量为交通设施健康状态监测供电,不仅便捷、可持续,而且零碳环保,有益于我国“双碳”目标实现。目前关于交通环境能量采集、交通设施健康状态监测的研究有很多,但是还未见从自供能交通设施健康状态监测角度综述、总结... 详细信息

从交通环境中采集能量为交通设施健康状态监测供电,不仅便捷、可持续,而且零碳环保,有益于我国“双碳”目标实现。目前关于交通环境能量采集、交通设施健康状态监测的研究有很多,但是还未见从自供能交通设施健康状态监测角度综述、总结和提炼的报道。本文概述了交通环境能量源及机电转换机制,阐述了交通设施健康状态监测的基本内容和研究进展,强调交通环境能量采集是解决交通设施健康状态监测供电问题的潜在方案,重点论述了交通环境能量采集方法及交通设施健康状态监测中的应用,探讨了自供能交通设施健康状态监测面临的挑战并进行了展望。

关键词：车路能量采集状态监测自供能传感交通设施

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抗冲击车路能量收集减速带设计与自供能交通管控

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机械工程学报 2022年第20期58卷 72-82页

作者：邹鸿翔李猛赵林川肖俊杜荣华魏克湘张文明湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湘潭411104 长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

车辆滚压道路会产生大量机械能,将这些能量收集为交通环境中小型机电系统供电,实现自供能交通状况监测和交通管控等,使交通系统更加安全、有序、高效地运行;并且绿色环保,有益于我国“双碳”目标的实现。提出一种用于单向车道的抗冲击... 详细信息

车辆滚压道路会产生大量机械能,将这些能量收集为交通环境中小型机电系统供电,实现自供能交通状况监测和交通管控等,使交通系统更加安全、有序、高效地运行;并且绿色环保,有益于我国“双碳”目标的实现。提出一种用于单向车道的抗冲击车路能量收集减速带(Anti-impact vehicle-road energy harvesting bump,AVEHB)。通过“顺势运动”吸纳车辆滚压能量,可以减少对器件和路基的冲击损伤,使更多滚压激励用于做功。抗冲击对比试验验证了该设计的优点。基于AVEHB工作原理,建立机电耦合动力学模型并进行试验验证。试验结果还显示,在车速50km/h时,AVEHB最大输出电压和功率分别为146.7 V和143.47 W。探索了自供能车速监测及行人主动安全警示等应用,验证了AVEHB具有为交通环境中机电系统供电的潜力。根据供电需求合理设置AVEHB阵列,可以为智慧交通系统提供便捷、可持续、绿色环保的零碳电力。

关键词：车路能量收集能量收集减速带能量收集智慧交通

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压电与摩擦电复合型旋转能量采集动力学协同调控机制研究

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力学学报 2021年第11期53卷 2961-2971页

作者：赵林川邹鸿翔刘丰瑞魏克湘张文明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湖南湘潭411201

低转速激励下能量采集性能差是目前制约旋转能量采集技术应用的瓶颈问题.本文提出了动力学协同调控机制,并用于调控系统的动力学行为,可以使器件在低转速激励下有效工作,提高了旋转能量采集系统的电学性能.旋转刚度软化、非线性磁力、... 详细信息

低转速激励下能量采集性能差是目前制约旋转能量采集技术应用的瓶颈问题.本文提出了动力学协同调控机制,并用于调控系统的动力学行为,可以使器件在低转速激励下有效工作,提高了旋转能量采集系统的电学性能.旋转刚度软化、非线性磁力、几何边界的协同调控既可以增加系统在低速下的振动位移以及压电材料的形变,也可调控系统的最大位移,使其振动可控并限制位移过大提高可靠性.此外,几何边界可以方便地集成摩擦纳米发电机,实现压电与摩擦两种机电转换机制在振动和碰撞过程中协同发电,有效利用空间和提高输出电能.基于哈密顿原理建立了系统的机电耦合动力学模型并进行了实验验证.实验结果表明系统能够在0~250 r/min的低转速范围内有效工作,在转速为250 r/min时,压电单元和摩擦纳米发电机的最大峰峰值电压分别为132 V和1128 V,总平均功率为1426μW.本文提出的动力学协同调控机制为能量采集系统动力学和电学性能改进提供新的途径,有益于促进自供能物联网技术的发展与应用.

关键词：动力学设计协同调控刚度软化旋转能量采集

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