针对现有电动微耕机存在的一些重心过前、机架强度不足、电池闲置损坏等问题,设计了新型电动微耕机。该微耕机具有整体式框架结构,强度更高,可承受更大的牵引力,可拆卸电池箱提高了蓄电池的利用率。运用ANSYS Workbench对机架进行了有限元静力学分析,结果表明机架强度和刚度符合要求。为防止微耕机向前翻倒造成伤人事故,设计了防倾覆装置,使微耕机更加安全,操作更加方便。运用ADAMS对该装置进行了运动学仿真分析,结果表明装置的运动符合设计要求。

建立了南极科考机器人双推杆肢腿机构运动学方程,分析了一级推杆独立驱动、二级推杆独立驱动、双推杆同步驱动三种典型运动工况时,上肢腿和下肢腿相对于X轴方向角度变化规律,下肢腿末端运动轨迹、速度和加速度运动特性曲线,对比数值模拟和试验结果表明上肢腿和下肢腿相对于X轴方向角度呈先减小后增大的变化规律,其相关系数在0.95以上,平均相对误差在16.69%以内;下肢腿末端运动轨迹是连续二次函数曲线,其在X轴方向最大平均相对误差远小于Y轴方向;下肢腿末端速度的相关系数在0.90以上,平均相对误差在19.35%以内,且下肢腿在一级推杆驱动时末端速度为匀速运动,在二级推杆驱动时为变速运动,下肢腿末端加速度在推杆开始伸长和结束收缩时出现峰值,在其他时间段内趋于0值。

针对南极科考平台肢腿部件在强风极端工况行驶时存在难以同时满足高抗变形能力、低功耗水平的设计难题,分析极端工况时肢腿部件考虑风阻的复杂载荷特性,提出一种基于合作博弈的肢腿部件多目标优化设计方法,将肢腿最小变形、行驶最小功耗多目标优化问题转换为博弈问题,确定肢腿部件结构特征参数作为优化变量并构建博弈策略空间;通过建立合作博弈理论与粒子群算法相融合的博弈-粒子群方法寻求最优解,与粒子群算法相比,该方法不仅所需时间短,而且优化后的肢腿部件结构单位功耗内抗变形能力提升了1.3倍,并通过有限元方法验证优化后结构设计的安全性。

为电动汽车再生制动系统设计了一种兼顾能量回收效率与制动安全性的制动力分配策略。首先根据制动力需求初步分配前、后轴间制动力;再根据运行状态、部件性能等限制因素进行再生制动介入状态及程度判定,最后对驱动轴制动力进行再分配。分别使用MATLAB/Simulink与CRUISE搭建相关仿真模型并进行多工况联合仿真。在联合仿真中使用自行构建的太原市综合行驶工况,检验了分配策略在本地化工况下的运行效果。仿真结果表明所设计的分配策略在通用工况和本地化工况下均有较好的应用效果。

针对Back Propagation(BP)神经网络建立的动力电池荷电状态(State of Charge,简称SOC)估计模型存在的精度、稳定性等问题,使用遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA),对SOC估计网络模型进行优化。使用以轮盘赌算法配合最佳个体保存法做为遗传算法核心选择算法,避免传统选择算法中最佳个体可能丢失的情况。实验对象选用新能源氢电混动重卡4X2/6X2T FCV的辅助动力电池包。模型考虑了环境温度、放电电压、放电倍率以及直流内阻的影响,对不同隐含层数量对模型估计精度的影响进行了对比分析。测试结果表示,使用遗传算法优化后的神经网络SOC估计模型的精度和稳定性得到大幅提升。

面向海上浮式生产储油卸油装置(FPSO)液压潜液泵监测与故障预警需求,基于液压潜液泵系统FMECA分析结果,确定了潜液泵系统失效原因,并开发形成了监测方法,构建了智能化监测硬件系统和软件系统,通过实船验证可以有效地进行潜液泵系统状态监测和故障预警,为用户降低了维护成本。

由于液压系统构成元件状态参数的影响,导致液压阀门故障诊断的准确性较低。为此,本文提出基于组态技术的液压阀门故障智能诊断系统设计研究。首先,将具备高传输效率和信号转换功能的LTD-ZA210作为系统的串行外设接口(Serial Peripheral Interface,SPI)控制器,将包含数字电源和模拟电源的综合型电源作为系统的电源模块。其次,将液压系统中分流流速、集流流速转换为对应的测压力值和流量值,利用组态技术划分周期。最后,通过分析支持度约束下阀门状态参数与运行期望之间的关系,实现对其故障的诊断。测试结果表明,设计系统对半失效以及完全失效故障的诊断准确率可以达到95.00%以上。

扇形喷嘴的结构和特性在防冻液喷洒系统中扮演着至关重要的作用。基于CFD数值模拟并结合单因素试验和正交试验,研究扇形喷嘴的3个关键参数对喷洒特性的影响。单因素仿真揭示了中心线上的射流速度、喷洒角度、喷嘴流量以及截线水含量随各参数的变化规律,并为正交试验因素水平的选择提供了依据;正交试验可以根据设计目标的需要,选择出一个较优的喷嘴结构参数组合,并通过极差分析得到了各结构参数对喷洒特性影响的主次顺序:偏移量是影响扇形喷嘴喷洒特性的最主要因素,半球直径和切槽角为次要因素。

EPS系统性能的优劣关系到汽车驾驶的能量损耗、舒适性和安全性,传统PID控制参数很难改变,故系统不能很好地适应各种工况的助力要求。针对实验改装的城市电动物流车的EPS系统,为了提高其转向性能,采用模糊PID的控制方式对EPS系统进行控制。利用Matlab/simulink软件在不同车速下进行系统仿真,结果表明：只输入阶跃信号时,模糊PID控制方式的超调量约为传统PID的47%,调整时间约为传统PID的50%;存在干扰信号时,模糊PID控制系统恢复到之前的稳态所需时间相比于传统PID缩短了52%。所以,模糊PID控制策略能更好的控制助力电机工作。

以降低纯电动汽车在实际行驶时的能量消耗为目标,针对两挡机械自动变速器的换挡规律进行优化设计。依据太原市市区、郊区及综合行驶工况的实际需求,对汽车的驱动电机进行匹配,并基于电机效率制定出传统经济性换挡规律;通过动态规划算法求解出太原市各循环工况下的最佳挡位工作点,并提取出最优的双参数换挡规律。通过Matlab/Simulink建模和仿真,比较了不同工况下两种换挡规律的能耗差异。与传统经济性换挡规律相比,规划后的双参数换挡规律可以更好的降低汽车能耗,提升续航里程。