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当期目录

    2018年, 第40卷, 第7期 刊出日期:2018-07-25 上一期    下一期
    双电机一体化纯电动客车动力分配策略优化
    解少博,刘通,李会灵,魏朗
    2018 (7):  749.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.001
    摘要 ( 245 )  
    本文中以整车能耗最小化为目标为一款双电机一体化纯电动汽车进行动力模式的优化。分别应用基于优化方法的动力分配策略(包括动态规划策略和瞬时能耗最小策略)和基于规则的动力分配策略(双电机等转矩分配策略和主辅电机转矩分配策略)共4种策略进行中国典型城市公交工况仿真。结果表明:针对双电机一体化纯电动汽车,基于动态规划的全局能耗优化策略退化为瞬时能耗最小策略,即瞬时优化应作为一体化双电机纯电机汽车动力模式分配的最佳方法;基于动态规划/瞬时能耗最小策略的百公里电耗分别比等转矩分配和主辅分配策略少507和229kW·h。
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    增程式电动汽车最优曲线模糊控制策略研究
    牛继高,牛丹彤,徐春华,裴冯来
    2018 (7):  757.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.002
    摘要 ( 234 )  
    针对增程式电动汽车多动力源的能量分配和车辆行驶工况具有较大随机性和不确定性的问题,提出了一种增程式电动汽车最优曲线模糊控制策略。该策略包含两个子模糊控制器,分别施行发动机工作区间的模糊调整和串联功率的模糊分配,以决定发动机最优曲线上的工作区间和串联结构形式下发动机/发电机和动力电池输出功率的分配。离线硬件在环仿真结果表明,所采用的控制策略通用性强且具有较好的鲁棒性,能实现预设的控制目标,获得较优的燃油经济性。
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    基于改进PSO-RBF算法的纯电动汽车剩余里程实时预测
    陈德海,任永昌,黄艳国,华铭
    2018 (7):  764.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.003
    摘要 ( 265 )  
    为解决纯电动汽车的剩余里程预测误差大、自适应性差和数学建模复杂的问题,首先对粒子群聚类算法的参数组合进行优选,接着再根据优化粒子群算法聚类出径向基函数(RBF)神经网络隐含层中隐节点数量q,隐节点高斯函数中心向量ci和标准化常数δi,根据不同工况,优选出误差和聚类效果最好的参数组合作为训练结果,并根据工况及时更新参数,使预测结果具有动态自适应性。以端电压、电流、温度、载荷为输入,以剩余里程为输出,建立改进的PSORBF预测模型,然后在固定、常用的用车环境中,定义动态自适应的标准容量和标准续驶里程,建立非必要能耗数学模型加以修正。EV1型纯电动车试验测试值与算法的预测值比较结果表明,RBF,PSORBF和改进的PSORBF 3种算法最大相对误差分别为99%,62%和38%,说明采用改进的PSORBF算法的预测精度比现有其他方法有显著提高。
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    基于NA-EKF的分布式驱动电动汽车行驶状态估计研究
    耿国庆,韦斌源,江浩斌,华一丁,吴镇
    2018 (7):  770.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.004
    摘要 ( 239 )  
    精确的行驶状态估计对分布式驱动电动汽车(DDEV)的纵、横向稳定性控制具有至关重要的意义。本文中应用噪声自适应扩展卡尔曼滤波(NAEKF)算法对DDEV行驶状态进行估计。该算法充分利用观测信号的实时统计信息,通过监测滤波器新息和残差的动态变化,不断修正状态噪声方差和量测噪声方差,从而调整滤波器增益、状态预测值和观测值在滤波后的状态值中的比例,提高状态估计精度。最后利用车辆动力学仿真软件veDYNA对本文应用的算法进行了仿真验证,结果表明:与EKF相比,该算法可有效克服先验统计信息不准确和复杂工况下造成估计不准确的问题,状态量估计的平均误差不超过27%,均方根误差不超过26%,峰值相对误差较小。
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    喷油时刻和EGR对Diesel/MF混合燃料燃烧和排放的影响
    肖合林,王儒,曾鹏飞,侯贝贝
    2018 (7):  777.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.005
    摘要 ( 160 )  
    在一台压燃式发动机上,进行了燃用2-甲基呋喃(MF)及其与柴油混合燃料的发动机燃烧和排放特性的试验研究。结果表明:喷油时刻接近上止点时,缸内压力峰值降低,废气再循环可明显降低缸内峰值压力和放热率;喷油时刻提前CO排放降低;推迟喷油和采用废气再循环(EGR)可明显降低NOx排放;混合燃料可以明显降低碳烟排放;相同的喷油时刻下,废气再循环对小颗粒的影响较小,对大颗粒的影响较大;喷油时刻越靠近上止点,废气再循环对颗粒数量浓度的影响越大;喷油时刻早于上止点前125°CA时,在废气再循环的影响下,大颗粒物数量增多,颗粒物质量浓度也随之增大。
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    基于平台翻滚的微型客车耐撞性研究
    刘昌业,莫易敏,韦勇,梁永彬,徐东辉
    2018 (7):  783.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.006
    摘要 ( 224 )  
    建立某微型客车平台翻滚试验有限元仿真模型,通过对运动姿态、运动参数和部件变形进行对标分析,验证有限元模型的可靠性。根据车辆变形、受力和吸能等试验与仿真结果,确定两根顶盖横梁和左右A柱内板为目标车型在翻滚碰撞过程的关键结构。从车身结构耐撞特性与吸能特性出发,综合考虑生存空间侵入与结构能量吸收的评价指标,利用Opt LHD试验设计、KRG近似模型构建、NAGAⅡ多目标寻优和比例系数取优等方法完成关键结构的优化。优化后关键结构总质量减轻2478%,结构总吸能减少1881%,关键构件的平均比吸能提升1189%。
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    基于多目标可靠性优化的骡车车身耐撞性及轻量化设计
    吕晓江,周大永,孙光永,刘卫国,谷先广
    2018 (7):  790.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.007
    摘要 ( 276 )  
    以正面40%重叠可变形壁障碰撞为例,采用试验设计、RBF近似模型和多目标可靠性分析方法,对车身结构参数进行多目标可靠性优化。结果表明:优化后的车身结构满足耐撞性和轻量化要求,同时提高了结构可靠性,为车身结构设计提供了有效的参考。
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    汽车盘式制动器时变稳定性的分析与优化
    王晗蓓,于德介,黄亚
    2018 (7):  795.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.008
    摘要 ( 209 )  
    为解决汽车盘式制动器在使用周期内的磨损导致可靠度降低,和产生制动噪声问题,提出一种汽车盘式制动器系统时变稳定性分析与优化方法。该方法引入随机过程参数来描述使用过程中存在磨损的制动器结构,构造含有随机参数和随机过程参数的制动器系统不确定参数化模型,以进行制动器使用过程中的稳定可靠性动态预测。在此基础上,针对制动器使用后期可靠性下降问题,运用时变可靠性分析理论、响应面技术和遗传算法,以复特征值阻尼比负值最小化为优化目标,对制动器系统时变稳定性进行优化,以保证使用周期内的可靠度满足要求。最后以某车浮钳制动器为例,采用本文方法有效预测了其时变稳定可靠性,并通过优化制动器支撑背板密度和厚度,有效提高了制动器使用后期的稳定可靠度。
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    电动汽车连续再生制动系统防抱死制动试验研究
    刘志强,濮晛
    2018 (7):  804.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.009
    摘要 ( 222 )  
    电动汽车通过常规摩擦制动和驱动电机再生制动实现防抱死功能。本文中分析了防抱死制动系统的优点和不足,提出基于PI控制的防抱死控制系统,并在实车上进行试验验证。设计了3组不同结构配置的防抱死制动系统:仅有液压防抱死系统;仅前轴有再生防抱死系统;前轴有液压和再生防抱死系统、后轴有液压防抱死系统。评估了3组系统的制动性能。液压防抱死系统以规则控制器为基础;连续再生防抱死制动系统通过目标增益、比例积分和前馈与反馈控制系统控制滑移率。低附路面的试验结果表明:再生防抱死制动系统在制动过程中能准确跟踪理想车轮滑移率曲线,降低车身振动频率,提高了行驶舒适性。
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    分布驱动轮式车辆差动转向动力学特性研究
    徐涛,申焱华,张文明,谢锦程
    2018 (7):  812.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.010
    摘要 ( 220 )  
    针对现有轮式车辆差动转向理论中未考虑胎体扭转特性和稳态差动转向动力学特性的问题,结合分布驱动轮式车辆结构特点,进行基于轮胎扭转和侧偏特性的轮式车辆差动转向动力学特性研究。通过建立单轴和双轴分布驱动轮式车辆动力学模型,分析轮胎与路面相互作用机理和稳态差动转向形成过程;讨论胎体扭转和横向变形引起的车轮回正力矩与侧偏力、侧向外力和车辆结构尺寸等对车辆稳态差动转向过程的影响。结果显示,轮胎扭转迟滞及其产生的回正力矩对稳态差动转向影响较大;双轴轮式车辆差动转向过程为侧偏与侧滑的耦合作用,其差动转向的必要条件为轮距大于轴距。
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    驱动桥准双曲面齿轮传动误差有限元分析与试验
    刘国政,史文库,陈志勇,杨昌海,张香存
    2018 (7):  820.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.011
    摘要 ( 230 )  
    基于驱动桥总成的有限元模型,仿真分析准双曲面齿轮的传动误差,并搭建驱动桥总成传动误差的试验平台,测得不同工况下准双曲面齿轮的传动误差。仿真结果表明,随着转矩的增加,准双曲面齿轮的传动误差的曲线整体向下平移,传动误差的幅值先减小后增加:小负载转矩时,随着转矩的增加,齿轮的变形补偿作用使传动误差的幅值减小;而当转矩继续增加,传动误差的曲线超出设计的传动误差曲线的下端时,齿轮出现边缘接触,使传动误差的幅值反而变大,试验的结果显示同样的规律。
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    乘员表面温度分布和乘员舱热舒适性的模拟
    周胜,付海明
    2018 (7):  826.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.012
    摘要 ( 230 )  
    人体表面温度分布的模拟对评价汽车空调舒适性至关重要。为简化人体模拟边界条件和分析车室内热舒适性,将人体视为匀质的内热源,基于人体生理传热方程,对轿车内人体表面温度分布和乘员舱内热环境进行了数值模拟,计算采用RNG kε湍流模型和SIMPLE算法,考虑了太阳辐射和人体与环境之间的辐射对人体和乘员舱内温度和气流速度分布的影响,分析了第二类及第三类边界条件设置对模拟人体表面温度分布的影响,同时,通过编写UDF模拟人体和乘员舱的温度、气流速度、PMV/PPD和吹风感的分布情况。结果表明:人体表面温度分布模拟结果与文献测试结果基本吻合,采用第三类边界条件的模拟结果比第二类边界条件更接近文献测试结果。采用第二类边界条件,其模拟结果的准确性主要取决于热流密度的选取,而第三类边界条件模拟更加简便;乘员舱内气流速度、人体温度、PMV/PPD和吹风感的分布良好。
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    发动机热平衡测试及影响因素研究
    雍安姣,付永宏,张林波,郭建峰
    2018 (7):  834.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.013
    摘要 ( 262 )  
    鉴于热平衡测试精度对于整车冷却系统的选型匹配至关重要,本文中从热平衡测试的误差机理分析入手,提出通过增大进出口温差来减小测试误差的措施,对现有台架进行改进设计,取得了良好的测试效果。在此基础上,研究了不同水温、不同进气温度和台架风机开启与否等关键因素对热平衡测试结果的影响。
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    基于小波与深度置信网络的柴油机失火故障诊断
    贾继德,贾翔宇,梅检民,曾锐利,张帅
    2018 (7):  838.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.014
    摘要 ( 358 )  
    为更深入地了解柴油机失火故障的机理,提高失火故障诊断准确率,本文中提出了一种基于小波与深度置信网络的柴油机失火故障诊断方法。首先,采用等角度采样法对柴油机缸盖振动信号进行采样,获得平稳的角域信号,消除循环波动干扰;然后,通过连续小波变换对角域信号进行角频分析,提取点火频率附近频带后利用连续小波逆变换重构信号;接着,按照柴油机工作循环从重构信号中,分段提取方差、峭度和峰值等12种常用特征参数并构造诊断参数矩阵;最后,利用深度置信网络对诊断参数矩阵进行降维和第二次特征提取,并依据二次特征对失火故障进行诊断。将该方法应用到某型柴油机上的结果表明,该方法能准确提取失火故障信息,有效诊断失火故障。
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    基于改进K_means的发动机状态评估方法
    谷广宇,刘建敏,乔新勇
    2018 (7):  844.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.015
    摘要 ( 190 )  
    针对目前在缺少先验知识和小样本条件下,进行发动机状态评估难度大的问题,本文中提出了一种基于改进K_means聚类算法的发动机状态评估方法。该方法利用K_means算法的基本原理,避免了评估过程中主观因素的影响;提出相关性指标,对算法进行改进,根据特征参数性质赋予其相应权重;提出最小方差启发式初始聚类中心优选方法,避免小样本条件下初始聚类中心选择中孤点和噪声点的干扰;并充分利用Bootstrap小子样统计方法削弱了试验样本的随机性对评估模型的影响。最后通过实例评估,验证了该方法的可行性和有效性,与传统方法相比,该方法具有更强的客观性与稳定性。
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    表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析
    张河山,邓兆祥,杨金歌,妥吉英,张羽
    2018 (7):  850.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.016
    摘要 ( 425 )  
    利用傅里叶级数法建立表贴式永磁电机电磁场全局解析模型,并分析其空载和负载电磁特性。在二维极坐标系下,将电机求解域划分为永磁体、气隙、定子槽、定子槽开口和辅助槽5类子域。采用分离变量法求解各子域的拉普拉斯方程或泊松方程,并利用边界条件得到通解中的谐波系数,进而得到各子域的解析表达式。计算了电机气隙磁密、空载反电动势、齿槽转矩和电磁转矩等电磁参数,并通过有限元分析验证了解析法的准确性。在此基础上研究了极弧系数、辅助槽尺寸和槽开口宽度对电机齿槽转矩和电磁转矩的影响规律。另外,提出一种不等槽开口宽度配合的解析模型以图减小齿槽转矩峰值和电磁转矩脉动。该方法能反映电机设计性能与尺寸和参数的关系,可用于电机初始设计与优化。
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    基于HMM和SVM级联算法的驾驶意图识别
    刘志强,吴雪刚,倪捷,张腾
    2018 (7):  858.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.017
    摘要 ( 289 )  
    为降低先进驾驶员辅助系统的误警率,提出了利用不同任务下“人车路”参数的差异性识别驾驶意图的方法。在模拟驾驶仪系统中开展实验,记录了12名受试者的驾驶样本1 150组,对比车道保持意图、换道意图和超车意图样本的差异,确定了6个参数的驾驶意图识别指标体系。运用HMM和SVM级联算法建立驾驶员驾驶意图识别模型。结果表明:基于该算法的识别准确率达9584%,明显高于HMM或SVM单一算法,且单次平均识别时间为0017s,满足驾驶员对突发性事件反应时间的要求。
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    表面处理对车身用5182铝合金接头胶粘性能的影响
    陈硕琛,李光耀,崔俊佳
    2018 (7):  865.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.07.018
    摘要 ( 195 )  
    本文中采用胶接技术实现了车身用5182铝合金板件的连接,利用不同表面处理改变了板件的表面质量,研究了表面粗糙度、微观表面积等参数对接头界面形貌和力学性能的影响。采用表面自由能测量、拉伸剪切试验和光学显微镜测量等测试分析方法,对不同试验样件润湿性、力学性能和断裂面特征进行了分析。结果表明,使用砂纸打磨可增加铝合金板件的表面粗糙度和粘接面积,加强胶层与板件的机械咬合,提高接头强度。其中,360目砂纸打磨板件对接头强度提升最大,过高或者过低的粗糙度都会降低胶层与板件的有效接触面积,不利于增强胶接接头强度。
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