2005年, 第41卷, 第12期 
刊出日期:2005-12-15
  

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    论文
  • 万钢;许倞
    . 2005, 41(12): 1-2.
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  • 孙泽昌;魏学哲;钟再敏
    . 2005, 41(12): 3-7.
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    燃料电池汽车动力总成控制的主要目的是平衡各个动力总成部件如燃料电池发动机、动力蓄电池和电动机之间的功率流向和能量平衡,使车辆保持较好的动力性和经济性。依据燃料电池汽车动力系统基本拓扑结构,提出了基于DC/DC变换器电流控制方式和基于模糊决策的蓄电池恒荷电状态控制的动力系统功率平衡控制算法,在MATLAB环境中进行了离线仿真,并用快速控制原型方法进行了实车试验验证。
  • 卢兰光;何彬;欧阳明高
    . 2005, 41(12): 8-12.
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    高效、清洁已使燃料电池混合动力汽车成为人们关注的焦点。燃料电池多能源的分配控制是其中的一个关键技术,其对汽车经济性、动力性及部件寿命有很大影响。分析比较了四种能量分配控制策略,即恒压浮充策略、基于母线电压的MAP图分配策略、基于电池荷电状态(State of charge,SOC)修正的分配策略和基于SOC和电动机需求功率的模糊分配控制策略,并结合国家863燃料电池城市客车项目进行了仿真分析,比较了各种能量分配控制策略的优缺点。分析结果认为基于SOC和电动机需求功率的模糊分配控制策略具有较强的鲁棒性,工况适应性好,是一种值得研究和应用的控制策略。
  • 赵子亮;刘东秦;刘明辉;李骏;王庆年
    . 2005, 41(12): 13-18.
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    应用逻辑门限值控制方法,提出同时限制发动机和电池工作区间的控制策略,通过设定门限值,控制发动机工作在高效率区间,提供要求的力矩,电动机作为载荷调节装置。当需要大力矩输出时电动机参与驱动;当需要小力矩输出时,视电池的荷电状态 (State of charge,SOC),电动机单独驱动,或电动机作为发电机工作吸收发动机剩余力矩对电池进行充电,并将电池的SOC维持在合理范围内。基于实际工况特点,详细地论述了控制策略的开发过程,给出了发动机、电动机、电池控制条件和执行策略。最后,通过修改ADVISOR软件中相应部件的模型,来达到实现控制策略和开发目标的目的。仿真分析结果表明,所开发的控制策略和参数匹配能够满足开发目标,并且对于不同的循环工况,只须对控制策略中控制参数做相应调整。控制策略开发为下一步控制器的设计和优化提供了参考依据。
  • 冯启山;殷承良;朱禹
    . 2005, 41(12): 19-24.
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    结合混合动力汽车的特点,根据传统汽车试验标准并参考SAE J1711混合动力轿车试验方法对EQ7200HEV第一轮样车进行了道路试验。试验包括0~100 km/h加速试验、最高车速试验、最大爬坡试验及ECE15工况燃油经济性试验等。试验结果表明,试验样车可以合理、准确的实现多工况切换与控制功能,燃油经济性与基础样车比较有所提高,但需在第二轮开发时重点提高动力性、经济性方面的研究。道路试验为样车参数标定、控制策略优化及系统匹配提供了理论依据,同时对混合动力汽车试验方法进行了有益的探讨。
  • 林程;王文伟;孙逢春
    . 2005, 41(12): 25-29.
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    介绍了该车的整车结构与设计,包括电气及控制系统设计和机械系统设计。电气及控制系统设计包括低压电气系统、高压电气系统和整车控制与能量管理系统的设计。该车采用高性能水平铅酸电池,并且对电池箱进行了专门设计。转向系统采用整体电动液压式动力转向系统,既节约了能耗又使转向轻便。完成了电气系统参数的匹配计算,包括电动机和电池参数的选择。对整车的操纵稳定性及通过性进行了计算。最后提供了整车的试验结果,表明该车各项性能指标都已达到科技部的技术要求,整车的结构设计是合理的,电气系统参数的匹配计算结果与试验结果基本吻合。
  • 李建秋;田光宇;卢青春;陈全世;欧阳明高
    . 2005, 41(12): 30-36.
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    按照V型开发模式对燃料电池城市客车的整车控制器(Vehicle control unit,VCU)进行了开发,取得了初步的成功,所开发的整车控制器成功装车运行。按照V型开发模式的各个阶段,对以32位单片机为核心的控制器开发过程的核心关键问题进行了分析和探讨。不仅初步制定了控制器过程中的各种规范标准,例如高低温冷热冲击、电磁兼容测试、振动冲击等,还搭建了开发VCU的开发和调试平台,为规范评价VCU的各种性能指标、采取针对性的设计措施奠定了基础。对控制算法的图形化编程、OSEK标准的嵌入式实时操作系统的应用、控制代码在线升级、网络化的监控和通信等关键的技术在VCU中的集成进行了探索。
  • 廖承林;张俊智;卢青春
    . 2005, 41(12): 37-41.
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    介绍了一种采用机械式自动变速器(AMT)的混合动力电动汽车(HEV)动力总成。HEV上采用AMT有同步器磨损、离合器磨损和动力中断时间等三个主要问题,用传统的AMT换挡控制方法难以解决。分析了这些问题产生的根源和解决方法,提出了AMT换挡过程中的动力系统协调控制方法,可缩短换挡过程中的动力中断时间、减小同步器和离合器磨损。通过仿真、硬件在环测试和实车试验对该方法测试和验证,试验结果证明了该控制方法的有效性。
  • 陈文敏;包成;欧阳明高;衣宝廉
    . 2005, 41(12): 42-47.
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    直接氢气质子交换膜燃料电池发动机是一个复杂的综合系统,各个子系统之间存在强烈的耦合。从水管理机理模型、电堆经验模型、电堆和空气系统优化和包括系统级水热管理系统的发动机综合系统优化与控制等层次上论述了发动机管理系统的重要性、研究现状和进展,并提出了将电池水热管理模型、系统优化和智能控制相结合的开发思路。
  • 胡里清;夏建伟;傅明竹;赵景辉;吴忻;葛栩栩;董辉
    . 2005, 41(12): 48-53.
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    质子交换膜燃料电池运行过程中的功率输出,电流、电压输出,运行温度,向燃料电池输送的燃料氢气及氧化剂空气的流量、温度、湿度,冷却流体温度等运行参数之间可实现动态关联控制,对提高燃料电池运行效率及稳定性有重大影响。当燃料电池发电系统由怠速状态转向输出状态时,要求向燃料电池供应的燃料氢气、空气、冷却流体的流量也发生变化,并对其他运行参数(例如湿度、温度)实施动态控制,不但满足燃料电池功率输出变化的要求,而且可以达到提高燃料电池发电系统自身的燃料效率与运行稳定性的目的。
  • 武洁云;卢兰光;奉玮;黄海燕;裴普成;欧阳明高
    . 2005, 41(12): 54-57.
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    为研究开发高性能燃料电池发动机,设计了一台研究型20 kW燃料电池发动机。在此发动机上研究了空气系统压力、流量、温度参数对燃料电池性能的影响,同时测试了氢气侧压力降。发现在一定氢气过量系数下燃料电池堆氢气侧压力降与输出电流成线性关系,对于间接判定燃料电池堆内液态水过多提供了依据。
  • 潘宏斌;赵家宏;冯夏至;曹广永;胡俊伟;葛建生
    . 2005, 41(12): 58-61.
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    利用CFD软件STAR-CD以及有限元分析软件ANSYS分别对电动汽车内镍氢电池模组的风道系统设计变量进行了流场、温度场的对比和定量分析,分析结果表明原有电池模组风道的总体设计比较合理;随着散热片数的增加,可使气流速度分布和电池模组的温度场更加均匀以及平均温度降低。通过仿真方法提出了采用支架的开槽方式可进一步改进风道系统散热性能的意见,并对分析结果进行试验验证。
  • 王军平;陈全世;林成涛
    . 2005, 41(12): 62-65.
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    采用联邦城市行驶工况(FUDS)对电池组进行充放电试验,建立了单变量的镍氢电池组的状态空间模型。将电池荷电状态(State of charge, SOC)作为系统的状态,基于卡尔曼滤波进行SOC的估计,估计结果的最大相对误差为2.15%。该方法适合于电池工作为动态的混合动力汽车,也同样适用于那些电池状态变化不剧烈的场合,并且具有较小的计算量。
  • 陈实;吴锋;杨凯;王敬;李丽;王芳;王国庆
    . 2005, 41(12): 66-68.
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    对Ni-MH电池正负极片修饰技术进行了研究。结果表明:该方法可增强电极的导电性,降低电池的内阻,提高电池的充放电效率和大电流放电能力,改善了电极的电化学性能。利用极片修饰技术制备的高功率D型Ni-MH的比功率和循环寿命均有提高。在电解液中,添加微量添加剂nT明显降低电池充电后期的内压,提高电池的充电功率和循环寿命。
  • 黄苏融;张琪;谢国栋;贡俊
    . 2005, 41(12): 69-75.
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    提出一种带有水冷定子机座的高密度无刷永磁牵引电动机及其设计原则。对该电动机,应用一般化尺寸方程理论进行了概念设计;应用动态有限元软件进行了逆变器供电驱动电路和电动机有限元耦合仿真的性能分析计算;对样机进行了测试,证实性能满足设计指标。
  • 林成涛;仇斌;陈全世
    . 2005, 41(12): 76-81.
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    基于电动汽车系统仿真的研究需要,提出两个非线性等效电路电池模型:GNL模型和CR模型。为了评价两个模型的性能,以320单体串联的80 Ah镍氢电池组为研究对象,基于同一组复合脉冲试验数据,应用多元线性回归方法同时辨识Rint模型、Thevenin模型、PNGV模型、GNL模型和CR模型的参数,进而建立各等效电路模型基于MATLAB/Simulink的电流输入仿真模型,使用26.67 A恒流放电和FUDS工况试验数据来验证模型精 度。模型计算结果与试验数据的误差表明,电流输入等效电路模型中,PNGV模型和GNL模型更适用于电动汽车仿真,GNL模型具有更好的精度。
  • 王志福;陈伟;叶辉萍;史建军
    . 2005, 41(12): 82-86.
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    建立了基于MATLAB/Simulink的加装辅助能源——超级电容的电动车辆分析模型。通过CYC_CONST_45的仿真结果和实际运行结果比较,说明该模型的精度是可接受的。简要分析了多能源电动车辆的能源工作流程。通过车辆的动力性能、经济性能,包括匀速、变速、频繁加速/减速等不同的方面的分析表明,装配超级电容能够改善电动车辆的性能,并可以适当地保护蓄电池组,延长电动车辆续驶里程。
  • 仇斌;陈全世;张开斌
    . 2005, 41(12): 87-91.
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    在分析影响电动汽车制动能量回收潜力的各种主要因素的基础上,以一辆电动轻型客车为例,结合北京市区轻型客车行驶工况调查数据,统计分析了在不同车速下最大制动功率的分布特征,发现其与电动机的制动工作特性能够很好地吻合。通过对典型路段上净制动能量和可回收制动能量的统计分析,即使在行驶工况变化比较频繁的长安街上行驶,采用制动能量回收可增加的续驶里程也只有24.4%左右。最后还统计分析了制动能量相对于车速-制动减速度和电动机转速-转矩的二维分布,统计结果表明制动能量分布的密集区与所采用的电动机在制动状态下的高效率区不能很好地重合。因此从提高制动能量回收潜力的角度出发,应根据行驶工况的统计结果来指导电动汽车电驱动系统的设计,不仅要从满足驱动需求出发,还应适当兼顾制动能量回收的需求,从而更全面地提出电动汽车电驱动系统的设计要求。
  • 陈辛波;万钢;李晏;王伟
    . 2005, 41(12): 92-95.
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    减少四轮驱动电动汽车关键零部件的种类,简化整车结构,是降低其批量化制造成本的有效途径。为此,在对悬架导向机构和转向机构进行优化设计的基础上,提出双横臂悬架—扭杆弹簧—电动轮模块化设计概念和一种零前束变化非转向轮双横臂悬架导向机构,实现了前后悬架—电动轮模块的通用化,并成功应用于国内第一台线控转向四轮驱动燃料电池微型汽车“春晖三号”底盘系统的开发。
  • 骆元;王杰;王犹松
    . 2005, 41(12): 96-100.
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    通过简要分析,提出武汉城市公交车工况测定对于“EQ6100HEV混合动力城市公交车”项目研究具有必要性。进一步通过介绍目前国内外广泛应用的城市公交车工况,以及武汉城市公交车工况测定数据及相关分析,总结出武汉城市公交车工况相关特性;同时提出为了评价及优化混合动力城市公交车性能,须根据具体公交车工况特点,制定混合动力公交车国家、企业评价规范。
  • 何彬;曹桂军;欧阳明高
    . 2005, 41(12): 101-107.
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    串联式混合动力汽车柴油机辅助功率单元(APU)是一个多输入多输出的复杂非线性系统,为便于控制器的设计,提出一种简单的面向控制的APU模型鲁棒辨识方法。该方法基于非线性变增益控制的原理,把APU系统看成一个线性变参数系统,并将参数区域进行网格离散化,在每一工作点采用基于模型不确定性建模的方法进行模型辨识,其结果表示为名义模型及其不确定性区域。最后在APU试验台架上进行了辨识试验,试验结果表明该方法的可行性。
  • 肖人彬;刘勇;梅顺齐;董方敏
    . 2005, 41(12): 108-117.
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    提出了基于多粒度共进化功能推理的机械运动方案设计方法。首先分析了共进化功能推理模型和多粒度设计模型的特点,并结合二者的优点构造了一种多粒度的共进化功能推理模型;然后将该推理模型应用于机械运动方案设计,提出了一种面向机械运动方案设计的共进化功能推理方法,该方法采用分类功能来描述机构单元及机械系统的运动特征信息,将机构单元和机械系统都采用运动功能变换函数进行抽象表达,通过功能推理来生成机械运动变换单元的串联组合方案;随即给出了相应的功能推理算法流程,通过与已有算法的比较详细分析了该算法的特性,并讨论说明了该算法所具有的效率高、可精确描述运动功能变换特性等优点;最后通过电线进给机构运动方案设计实例验证了该方法的有效性。
  • 陈文华;崔杰;潘骏;周升俊;卢献彪
    . 2005, 41(12): 118-121.
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    为在尽可能短的试验时间内确定产品可靠性是否达到规定的要求,以Gamma分布为先验分布,以失效率为验证指标,讨论了Weibull分布下产品可靠性的Bayes验证试验设计方法,以某型航天电连接器为例,制定了相应的Bayes定时截尾验证试验方案,并对试验方案进行了Monte-Carlo模拟评价。与经典的定时截尾验证试验方法相比,所建立的Bayes验证试验方案所需的试验时间仅为经典试验方案的45%左右。对试验方案的Monte-Carlo模拟评价结果表明,后验使用方风险的理论值与实际值基本一致,说明所制定的试验方案能够满足预定的试验要求。
  • 徐尚龙;李涤尘;陈中中;卢秉恒
    . 2005, 41(12): 122-125.
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    为制备用于负重部位骨缺损修复的人工植入体,提出了一种复合增强结构人工骨设计及制备方案,该方案采用聚左旋乳酸支架(PLLA)为增强结构,以自凝固磷酸钙骨水泥(CPC)为复合填充材料,制备了复合增强结构人工骨。研究了PLLA的棒材力学性能、支架设计和制作及其不同增强结构形式对人工骨力学性能的影响。力学试验结果表明,所制作的人工骨有效提高了承载能力,并且该复合结构能有效弥补金属骨无法降解的缺陷。
  • 彭东林;刘小康;张兴红;陈锡侯
    . 2005, 41(12): 126-129.
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    分析了传统位移传感器的优点与不足,讨论了时空转换思想、时空坐标转换方法与时栅位移传感器原理。通过高精度时栅位移传感器的研制过程,介绍了单齿式、差频式、场式和混合式几种时栅的原理结构及其分别达到的分辨率和精度指标,最终通过鉴定的场式时栅达到了0.1″的分辨率和±0.8″的精度。还介绍了谐波修正法思想,目的在于把傅里叶变换用于传感器诞生之前的参数设计和制作过程中的误差修正,而不只是在其后的误差分解和分析。反映出时栅作为一种智能传感器所体现的技术优势和谐波修正法的实用效果,而最终目标是不依赖精密机械加工或不用刻线尺而实现精密位移测量。
  • 徐格宁;杨瑞刚
    . 2005, 41(12): 130-134.
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    为提高大型钢结构系统可靠性分析方法的效率和精度,提出约界参数CAP(Control ambit parameter)的概念,通过对立体车库大型钢结构系统的有限元参数化建模、主要失效模式的算法研究,建立了该失效模式的安全余量方程。在此基础上,编制分析计算软件并对立体车库钢结构可靠性进行定量计算,结合算例分析其在大型钢结构系统可靠性中对失效准则、失效模式和系统失效概率的影响,得出应根据结构规模和特征选取适合的CAP值才能保证真正反映系统实际失效概率。
  • 王庆丰;张彦廷;肖清
    . 2005, 41(12): 135-140.
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    对比了串联和并联混合动力在工程机械中的节能效果,并分别将马达能量回收、单独驱动、电动机直接驱动回转和进出口独立调节等节能措施与并联混合动力系统相结合,进行了燃油消耗的理论计算和节能效果的评价,其结论对工程机械的节能研究具有指导意义。考虑到生产成本、操作性和元件的性能等方面因素的影响,提出并联混合动力单独驱动进出口独立调节电驱回转系统应该是目前比较切实可行的主要开发方案。
  • 陶军;李冬青;范成磊;方洪渊
    . 2005, 41(12): 141-144.
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    联合数值模拟与温度场测量手段,反演了LY2铝合金焊接过程的热导率数据。将热导率数据分段线性化后,采用稳态下的低温数据及外推的高温数据作为初值,将其代入有限元模型中,模拟出焊接过程的温度场。使用热电偶测量了实际情况下的温度场,并计算温度模拟与测量之间的误差。应用遗传算法,计算出了不断改变热导率初值时温度模拟与试验间误差的最小值,此时对应的热导率数值即为所求。计算结果表明,热导率随温度变化速度的不同,出现不同的滞后现象。在此基础上,给出了焊接条件下热传导材料系数随温度及温度变化速度之间关系的模型。
  • 胡桥;何正嘉;訾艳阳;张周锁
    . 2005, 41(12): 145-150.
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    为了解决机电设备早期故障难以正确识别及故障发展状态不易准确监测的问题,提出了一种基于模糊支持矢量数据描述(FSVDD)的早期故障智能监测诊断新方法。该方法只需要一类目标样本作为学习样本就可以建立起单值分类器,同时在核函数中引入非目标样本的模糊隶属度,从而把非目标样本与目标样本分等级地区分开来。将这种方法应用在机电设备状态监测和故障诊断中,只需要将正常运行时的数据信号作为目标样本,就可以实现对设备早期故障的准确识别,同时判断故障的严重程度。在轴承运行状态监测中的测试结果表明,该方法不仅能快速识别轴承的早期故障,而且可以对故障的严重程度做出准确的判断。
  • 邾继贵;李艳军
    . 2005, 41(12): 151-155.
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    提出一种用于测量空间三维点坐标的单像机视觉传感器模型。在结构设计方面,变传统的双CCD摄像机结构为单CCD摄像机结构,加装两组对称的光学反射镜,镜像出一对虚拟摄像机,可在同一个CCD像面上采集到存在视差的两幅图像,从而恢复空间点的三维信息;建立了标定数学模型,阐述了此视觉传感器测量模型的标定方法。相关试验表明,此测量方案不仅有效,而且经济快速,标定方法简单,对标定环境及靶标的摆放姿态无严格要求。
  • 高海波;邓宗全;胡明;王少纯
    . 2005, 41(12): 156-161.
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    为提高月球车的越障能力,重点考虑提高车轮的越障能力,成功研制了一种采用扭杆弹簧和磁弹簧减振器并联悬架,且每个行星车轮独立驱动的月球车。在行星车轮不翻转越障条件下,推导了月球车两个前行星车轮同时越障时可以爬过的垂直障碍高度与车辆参数的关系,并进行了ADAMS仿真。对行星轮式月球车进行了动力学分析,确定了行星车轮的等效地面不平度函数,并在此基础上建立了7自由度月球车振动系统模型,根据模型的计算结果确定了扭杆弹簧刚度和减振器阻尼的最佳参数范围。同时,进行了月球车爬坡试验和垂直越障能力试验研究,还模拟月球的低重力环境进行了整车的低重力试验。
  • 万鑫铭;杨济匡;沈斌
    . 2005, 41(12): 162-166.
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    建立了对称折叠、卷式折叠和环向折叠等折叠方式的气囊模型。基于气囊试验、碰块试验和转向盘试验等虚拟试验分析了各气囊折叠方式对应的气囊压力和相应的接触物体的动力学参数。结果表明气囊展开过程经历了两个明显的阶段,即0~20 ms的初始展开阶段和20~100 ms完全展开工作阶段。指出了折叠层越多,层与层之间的干扰越多,则气囊展开越困难,且第一阶段会形成较高的气压,而第二阶段则维持较低气压。提出了环向折叠气囊能够较好地保护离位乘员,并对正常坐姿的大体位乘员提供良好保护。
  • 陈无畏;王妍旻;王启瑞;杨柳青;黄继武;许张红
    . 2005, 41(12): 167-172.
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    在对汽车电动助力转向系统(EPS)结构形式和性能进行分析的基础上,建立起3自由度的汽车动力学模型。为克服实际EPS系统中存在的动态行为不确定性,采用自适应LQG控制策略。通过对模型参数的在线辩识,实现系统的自适应LQG控制。在多种汽车行驶工况下,进行自适应LQG控制和LQG控制的仿真计算。仿真结果表明,应用自适应LQG控制比LQG控制的EPS有更好的鲁棒性,且能有效改善EPS的助力特性及汽车的转向特性。为验证仿真结果,还进行装有EPS系统的实车试验。试验结果充分证明了所提方法是正确和有效的,EPS系统可很好改善汽车操纵性能。
  • 胡水平;李少锋;任学平;孟祥军;刘雅政;唐荻
    . 2005, 41(12): 173-176.
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    开发出了一种集挤压工艺与电、液、计算机控制技术融为一体的连续变断面挤压新工艺,并以工业纯铝为研究对象,对外形连续变断面挤压工艺进行了试验研究。研究结果表明:根据连续变断面工件的特征参数,通过调节主液压缸和侧向液压伺服系统的参数,无须更换模具,可以成形断面由大到小、由小到大、往复循环的全纤维连续变断面挤压型材或零件。
  • 黄浩;郭隐彪;王振忠;谢仁宁
    . 2005, 41(12): 177-181.
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    分析轴对称非球面磨削加工中砂轮尺寸精度和形状精度等因素对加工工件精度的影响,提出适用于非球面加工的工件表面误差多参数分步分离的数学模型。新方法解决了原有加工存在的系统误差分离不彻底、补偿加工所需要的各项参数难确定等问题。试验结果表明:该数学模型更接近于理论计算轨迹,可以有效地减小加工误差,进一步提高工件的加工精度。
  • 黄典贵
    . 2005, 41(12): 182-185.
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    可逆风机在正向与反向送风时,都希望具有良好的气动性能。由于几何形状完全对称,S型叶片是可逆风机中比较理想的叶片。以NACA4数字系列叶型的前半部分为雏形,构造出气动性能良好的S型叶片。用三维雷诺平均Navier Stokes方程的计算流体力学方法,将叶型参数、扭转角和安装角作为设计参数,应用正交优化方法,对S型叶片的可逆式轴流风机通流部分进行优化设计,在满足风量、风压要求的前提下,获得最高的流动效率,取得了良好的设计效果。
  • 徐玉秀;钟建军;闻邦椿
    . 2005, 41(12): 186-189.
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    运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数,对故障样本进行广义维数计算分析,找出用分形维数分析识别故障的依据。此外,运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数据与动态振型数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数中提取的各分形维数都能较好地对故障状态进行诊断、识别,且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。
  • 贺鑫元;马书根;李斌;王越超
    . 2005, 41(12): 190-195.
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    基于可重构思想设计了一种可重构星球探测机器人系统。系统由一个母体和几个子机器人组成,其中子机器人包括车轮和手臂两部分,可以作为独立作业的机器人,具有移动状态和工作状态两种模式。子机器人具有在一个驱动力作用下处于不同约束环境中时,表现为不同形式输出的特点,容易实现两种模式下的灵活运动。并深入研究了机构参数对子机器人运动的影响,用试验和仿真进行了验证,这为机器人的参数化设计及运动中的参数化调整提供了重要的理论依据。
  • 朱洪俊;王忠;秦树人
    . 2005, 41(12): 196-199.
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    研究了瞬态信号小波变换的相位特性和小波特征。采用了小波脊线的分析方法,详细分析了瞬态信号的小波脊线与瞬态信号的瞬时特征和特征信息的对应关系,建立了瞬态信号特征信息的精确识别模型和特征参数的精确提取方法。通过工程应用实例的验证,该方法对瞬态信号(特别是信噪比较低的弱信号)特征信息具有相当高的定位精度(误差不大于1个采样点)和识别精度(不存在累积误差),其算法简单、准确,且有较快的收敛性,可实现实测瞬态信号特征信息的实时分析。
  • 姜银方;袁国定;杨继昌;汪建敏;朱元右
    . 2005, 41(12): 200-204.
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    在平断面假设、纯弯曲假设、拼焊板不考虑焊缝等一系列较为合理的假设条件下,推导了拼焊板弯曲回弹解析模型。推导考虑材料有指数硬化特性和中性层的移动及应力应变中性层的不重合性等问题,但没有考虑包辛格效应的影响和中性层的转动问题。针对这个弯曲回弹公式,编程计算差厚(1.6 mm/0.8 mm)拼焊板的回弹值,并采用75°V形自由弯曲试验进行了验证;对拼焊板的弯曲回弹进行了理论分析,提出了拼焊板相对弯曲半径的概念。
  • 全力;陈照章;杨泽斌;李仲兴;黄国兴
    . 2005, 41(12): 205-209.
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    分析了新型车辆制动器——电磁制动器制动过程的机理及其关键部件电磁体的受力与磨损状况,根据电磁体磨损面内外侧磨损的不均匀以及电磁体工作过程中的旋转倾向,提出并设计了非长短轴对称的准椭圆形电磁体磁路,通过电磁场分析软件Ansoft Maxwell 3D对电磁体磁路进行了分析和理论计算,并对电磁体结构进行了优化。仿真和试验结果表明,电磁制动器制动时电磁体工作平稳,磨损均匀,制动力满足特定车型的要求,为实现车辆线控制动打下了基础。
  • 崔凤奎;李言;周彦伟;杨建玺;周志立;李春梅
    . 2005, 41(12): 210-215.
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    分析渐开线花键冷滚轧原理,根据滚轧过程中滚轧轮与花键之间的运动关系,运用等升距螺旋面的形成原理,建立滚轧轮的理论设计模型,获得了滚轧轮的理论设计廓形曲线方程;针对冷滚轧过程中弹塑性变形对滚轧轮理论设计模型的影响,通过试验研究,提出运用试验计算法进行修正的修正方案,得到了满足生产实际要求的滚轧轮设计模型;开发出渐开线花键滚轧轮CAD系统及滚轧轮磨削仿真系统,对系统中的主要算法进行了研究。生产实际应用表明:所建立的滚轧轮设计模型及设计模型修正方案正确,开发的渐开线花键滚轧轮CAD系统及滚轧轮磨削仿真系统实用,解决了渐开线花键轴生产中亟待解决的问题。
  • 张立杰;李永泉;黄真
    . 2005, 41(12): 216-221.
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    提出了一种基于新型运动副——复合球铰的虚拟轴机床,它是由5-SPS分支组成的并联机构,其中3个分支汇交于一个三重球铰,另2个分支汇交于一个二重球铰,两个球铰固接在一起形成一个复合球铰,代替了并联机构的活动平台,而且机床主轴位于复合球铰中心线上。这种基于复合球铰的5个分支新型虚拟轴机床与基于Stewart平台机构的6个分支的虚拟轴机床相比具有同样多的实用自由度,并且机床结构简单、解耦,其正反解计算及控制亦相对简单。探讨了5分支机床的结构形式,尤其对关键结构——复合球铰的结构,机构位置反解,以及一定姿态下的可达工作空间进行了分析和计算。这种新型虚拟轴机床在空间曲面加工领域将有着广泛的应用前景。
  • 高立新;张建宇;崔玲丽;丁庆新
    . 2005, 41(12): 222-227.
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    低速重载设备突发故障难于识别,一旦发生,损失巨大。振动监测技术虽可以作为设备维护的重要手段,但常规的频谱分析无法准确提取低速轴上的故障特征。对实时监测的振动数据,采用小波分解技术可以获得必要的低频段信息。某个时段内的信号经小波变换后所定义的小波分层突变系数,可以作为判别低转频微冲击故障隐患的特征值,而且该系数趋势图还可有效刻画出故障部位的劣化过程;对同一组监测数据,分别采用细化谱技术和小波分解+FFT的复合信号处理技术进行比较分析,结果表明,由于FFT分析的局限性,细化谱无法准确识别出故障原因及部位,而后者采用复合信号处理方法提取的故障特征频率对应的振幅变化剧烈得多,此法有助于低速重载设备早期故障的准确识别。
  • 罗雄彪;陈铁群;万英
    . 2005, 41(12): 228-233.
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    针对方向基函数神经网络与概率神经网络的优缺点,提出了方向基概率神经网络的基本模型,并讨论了它用作模式分类时的相关原理及算法。以焊缝中裂纹和气孔缺陷的分类为例,用方向基概率神经网络对缺陷进行模式识别。结果表明:该网络应用于模式识别,较方向基函数神经网络和概率神经网络不仅在速度上有较大的提高,而且在分类性能上也有明显的改善。
  • 曹桂军;葛安林;郑磊;秦贵和
    . 2005, 41(12): 234-238.
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    为有效减少换挡过程中离合器的接合冲击,需要在机械式自动变速器的离合器接合模型基础上,运用合适的控制方法来寻求离合器接合的控制规律。首先采用反馈方法求解模型的控制矢量,得到闭环的离合器接合过程模型;接着对电控机械式自动变速器换挡过程中离合器的接合过程进行模拟,得出离合器接合过程中发动机和变速器输入轴的转速和转矩变化过程,并计算出相应的离合器弹簧分离指小端位移和车辆冲击度;通过用模拟结果和实车测试结果对比,验证了模型和控制方法的准确性,为进一步提高机械式自动变速器的性能奠定了基础。