串接式高能电磁作动器

日前江苏大学研发的“串接式高能电磁作动器”被授予实用新型专利.串接式高能电磁作动器的振子由两块以上的高强磁铁和两块外侧导磁板及一块或一块以上的中间导磁板按“外侧导磁板———高强磁铁———中间导磁板———高强磁铁———……———高强磁铁———外侧导磁板”的顺序串联而成,布置在振子中间的导磁板的厚度比振子最外端导磁板的厚度大,任意两块相邻的磁铁同极相对地夹住其间的中间导磁板.线圈保持架、电磁线圈和导磁外筒粘固成一体,穿心螺栓和片状弹簧从两端连接振子和导磁外筒.由于磁路缩短、磁阻降低、导磁板数量增多,可布置…     

电磁作动器信号特性分析及建模

为对一款实验所用的定制电磁作动器进行数学建模,对电磁作动器进行大量实验和测量来采集信号数据,并通过将数据进行降噪处理和积分转换等方法分析研究了电磁作动器输入输出信号,研究拟合其数据结果,建立了此电磁作动器的数学模型。结果表明：建立了一个直观表达输入输出信号之间关系的电磁作动器数学模型,且该模型满足后续工程使用要求。     

齿轮齿条式作动器性能分析与试验

为提高车辆悬架系统的减振性能,设计了一种用于车辆主动悬架系统的齿轮齿条式作动器。首先理论分析了作动器响应时间的影响因素,然后推导了作动器主动控制力的计算方法,最后通过台架试验进行了验证。试验结果表明:作动器主动控制力的实际值与理论值之间偏差较小;且与电机的供电电流之间呈现较好的线性关系,与理论分析一致;电流变化的响应时间基本相同;但作动器主动出力的响应时间随电流的减小而增大,分析认为这是由作动器的空程间隙造成的。因此,在作动器的设计过程中应尽量避免或减小空程间隙。     

有源结构声控制的单通道多作动器控制策略

提出了有源结构声控制（ＡＳＡＣ）的单通道多作动器控制新策略。把常规的单通道输入输出（ＳＩＳＯ）系统中的作动器作为主作动器,设置多个从作动器,优化控制力,从面形成了单通道控制多个作动器的新策略。使多个作动器形成和初级激励相适应的模态分布,有效地抑制结构的振动和噪声。仿真试验表明,该策略比常规的ＳＩＳＯ的降噪量平均提高１５￣２０ｄＢ。     

离心压缩机中带密封功能的电磁作动器性能仿真研究

主动控制是旋转机械振动控制的有效手段之一,然而如何在旋转机械上安装作动器则在实际中存在困难。本文结合离心压缩机平衡盘结构的特点、孔型阻尼密封的加工方式以及电磁轴承的结构,设计了一种带密封功能的电磁作动器。运用Ansys对该作动器进行电磁场分析,比较磁极上开密封孔和不开密封孔两种情况下电磁力的区别,分析开孔率、孔深度对电磁力的影响,并模拟了密封体中的损耗。研究结果表明,开孔后作动器中的电磁力小于不开孔情况下的电磁力;电磁力随开孔率的增大、孔深的加深而减小;密封体中的损耗对作动器总体损耗影响很小,且开孔后密封体中的损耗降低。     

电磁直驱静液作动器多学科建模与优化

针对汽车电动化与智能化对线控系统执行元件日益严苛的需求,提出了一种高功率密度动圈式直线执行器直接驱动液压泵活塞,进而实现作动筒容积伺服控制的电磁直驱静液作动器,有效缩短了动力传递路径.建立了作动器电磁-机械-液压-控制耦合的多学科仿真模型,设计了直驱活塞运动的滑模-自抗扰控制算法,分析了单向阀阀芯球座直径、阀芯球体直径、弹簧刚度和弹簧预压力等结构参数对作动器性能的影响规律;以作动器动态响应时间为优化目标,通过遗传算法优化了单向阀的结构参数.仿真与实验结果验证了电磁直驱静液作动器多学科建模及优化的有效性,在直驱活塞运动幅值±5 mm、频率20 Hz典型工况下,作动器20 mm行程的响应时间小于0.2 s.     

转子-轴承系统中电磁作动器的力学特性分析及实验研究

通过理论分析和实验的方法研究了电磁作动器的力学特性,建立了基于转子振动位移的电磁作动器电磁力模型;设计了电磁力模型参数识别装置,并采用最小二乘估计法进行了模型参数识别。该模型与电磁轴承力的理想模型的对比实验表明,基于转子振动位移的电磁力模型较之传统理想模型更能反映电磁作动器中实际电磁力的力学特性。     

发动机振动主动控制用电磁作动器的设计和动态特性研究

对一种适用于汽车发动机振动主动控制用的新型串接式高能电磁作动器进行了结构设计,计算了作动器的磁场,对作动器的片状弹簧的应力分布进行了有限元分析。同时,建立了作动器的力学模型,对其动态特性进行了仿真分析和试验研究,结果表明作动器是理想的激振源和主动控制用作动器。     

压电作动器在精密定位中的研究与发展

目前压电作动器在许多领域都取得了成功的应用。随着科学技术的发展,人们对定位的精度要求越来越高,而压电作动器以其定位精度高、抗干扰能力强的优点受到越来越多研究者的青睐。本文对用于精密定位领域的三种形式的压电作动器进行了研究,着重分析了各种压电作动器的原理、特点和研究现状,最后提出了用于精密定位领域的压电作动器的几个发展方向。     

基于主动半主动混合控制的电磁混合悬架系统设计及试验研究

本文提出了一种采用主动-半主动混合控制的电磁混合悬架,并且具有3种工作模式,分别侧重于改善悬架的隔振性、轮胎接地性和综合性能.结合主动控制与半主动控制的优点,建立了主动-半主动混合控制系统.设计了LQG控制策略,并通过遗传算法确定了各模式下的加权系数.进行了仿真分析,结果表明：采用混合控制的电磁混合悬架相比电磁主动悬架,能够明显减少能量消耗,且控制效果与电磁主动悬架相差不大.最后进行了试验研究,试验结果与仿真结果较为一致,从而验证了电磁混合悬架系统结构的有效性和控制方法的正确性.     

Design of Optimal Weight for a Gear Transmission System Using Hybrid Taguchi-Genetic Algorithm

The gear transmission system has been widely applied in mechanical systems, and many high-performance applications of these systems require low weight. With the aid of establishing the optimization model of the gear transmission system that consists of an objective function and some constraints (for example, the bending stress, the contact stress, the torsional strength, etc.), the optimal weight design of the gear transmission system can be transformed into the optimization problem for the objective function under the constraints. Moreover, both the shaft and the gear of the gear transmission system are considered simultaneously in our design. The hybrid Taguchi-genetic algorithm (HTGA) is employed to find the optimal design variables and the optimal weight of the system. An illustrated example for the single spur gear reducer is given to show that the optimal weight design problem can be successfully solved using the proposed design scheme. It also proves the high efficiency and feasibility of the algorithm in the gear design.     

并联型混合动力汽车燃油经济性最优控制

以某并联混合动力汽车（HEV）为例,建立了燃油经济性最优控制数学模型及相应的动态规划（DP）递归方程,提出了换档和发动机启动2个附加代价函数以限制频繁换档和启停发动机.为解决数值DP中“维数灾”问题,提出了搜索区域限制算法,并利用MATLAB/RTW将系统模型转换成实时仿真代码以进一步提高计算效率.对实车试验、仿真和DP结果三者进行了比较,结果表明,该方法能在可接受的时间内计算出HEV的最优性能,从而进行控制策略的评价和优化.     

车速传感器的电磁兼容优化设计研究

针对某型车速传感器所面临的电磁兼容问题,分析了射频辐射产生的原因,提出了混沌神经网络电磁兼容优化设计算法。该方法采用多个待优化变量并行搜索的方式及反馈型的网络模式逐渐缩小搜索空间,直至找到全局最优解。实验表明,该算法能有效降低传感器射频能量的峰值,优化后的车速传感器电磁兼容性测试结果符合速度传感器通用技术条件的整体误差标准。     

一种轻型油电混合动力汽车的动力系统初探

为了降低油电混合动力汽车(HEV)成本,增进其节能性能,提出了一种轻型油电混合动力汽车(LHEV)的概念.以美国城市道路循环工况(UDDS)作为LHEV的循环工况,结合并联式混合动力汽车的结构特点、控制策略,建立LHEV数学模型,最终给出了LHEV的动力匹配结果及相关性能数据.仿真分析结果表明,与HEV相比,LHEV在节能和制造成本上具有明显的优势.     

气电混合动力车辆低SOC混合驱动起步控制研究

基于单轴并联混合动力系统的结构特性,提出一种电机-发动机-离合器协调控制起步方法,在最小化电量消耗的同时,实现比离合器滑磨起步更快的起步速度和更佳的平顺性。 通过增量式PID方法控制电机输出小扭矩,调节电机转速,弥补离合器接合过程的非线性缺点。 并对采用了助力方法及仅依靠离合器起步的车辆进行起步试验,从起步速度、冲击度和电量消耗方面验证了该方法的可行性。      

燃料电池混合动力汽车控制策略研究

提出一种燃料电池功率主导轻型混合动力汽车的整车控制策略. 构建了燃料电池混合动力系统构型,建立了高压燃料电池发电系统控制约束模型,制定了7种工作模式和以燃料电池输出功率为主导、电池组SOC维持型的控制逻辑. 整车试验结果表明,燃料电池输出功率能很好地跟踪驾驶员踏板的功率需求,整车燃氢经济性为2.464 kg/100 km.     

自适应巡航执行机构在环仿真跟随控制器设计

为解决自适应巡航控制快速原型开发并提高仿真系统精度,建立了包含电子节气门与主动制动等硬件在内的执行机构在环仿真系统. 利用模糊前馈与PI反馈设计了以距离偏差和速度偏差为输入,基于加速度控制的前车跟随控制器,使主车保持安全车距跟随前车车速行驶,利用执行机构在环仿真系统对开发的前车跟随控制器进行了验证. 结果表明仿真系统运行正常,前车跟随控制器可完成对主车的控制,并对主车参数的变化及环境扰动具有一定的抗干扰能力.      

基于改进混合遗传算法的给水管网优化设计

为解决给水管网的优化设计问题，建立了给水管网优化设计数学模型，提出了适于管网优化设计的改进混合遗传算法．进而对遗传算法改进方法、水力计算的信赖域法、适应度函数的建立、遗传操作和整数编码技术等进行分析，并以一个典型的工程案例进行验证．结果表明，改进混合遗传算法方法所得到的目标函数值和管网水力性能明显优于传统设计方法，充分说明了改进混合遗传算法方法用于管网优化设计的实用性和有效性．