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基于改进模糊控制的电电混合电动汽车拓扑优化与能量管理策略研究

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基于改进模糊控制的电电混合电动汽车拓扑优化与能量管理策略研究

作者：姚堤照武汉理工大学

学位级别：硕士

随着碳排放法规的日益严格,以纯电动汽车为主的新能源汽车被迅速大范围推向市场。然而,动力电池使用寿命短、低温特性差等缺陷使得电动汽车推广受限。针对这些缺陷,超级电容—锂电池电电混合动力汽车被提出,但是又因为成本高以及控制复... 详细信息

随着碳排放法规的日益严格,以纯电动汽车为主的新能源汽车被迅速大范围推向市场。然而,动力电池使用寿命短、低温特性差等缺陷使得电动汽车推广受限。针对这些缺陷,超级电容—锂电池电电混合动力汽车被提出,但是又因为成本高以及控制复杂等问题未能广泛推广。为了解决上述问题,本文提出了一种硬件成本更低的电源系统拓扑结构并在此基础上深入研究了可运行于车载控制器的能量管理策略。本文主要研究内容如下:分析了典型电电混合电源系统拓扑结构并建立了基于实验结果参数辨识的关键部件数学模型。由于电电混合电源系统的拓扑决定了整车性能、成本以及控制方式,为了控制系统成本的同时保证整车性能,选择了半主动构型电源拓扑作为研究对象;同时为了保证系统仿真精度,对动力电池、超级电容、双向DC/DC等关键部件进行了具体分析并通过实验辨识部件仿真模型的关键参数,完成了系统建模。为了进一步降低系统硬件成本,对电电混合电源系统进行了详细参数匹配与拓扑优化。合适的电源配置可满足系统需求的同时减少成本。通过CPE函数结合UDDS与ECE工况优化了超级电容+双向DC/DC与锂电池+双向DC/DC两种电源拓扑下的超级电容配置容量;在两种拓扑中使用成本更低的交错并联双向DC/DC,并重新设计了相应的辅助电路完成拓扑优化。提出了一种改进的模糊能量管理策略,降低了电池衰减速率。由于车载控制器无法嵌入计算尺度过大的控制算法,因此本文基于功率因子分配模糊控制策略与本文创新提出的锂电池恒功率输出控制策略,以联合控制的思路将二者结合,形成了改进的模糊控制策略。经仿真验证,改进后的模糊控制策略较单一模糊控制策略在电池衰减速率方面最高可降低10.03%。搭建了硬件在环实验台架,设计了台架测试软件以嵌入并验证本文改进的模糊控制策略。通过ECE与UDDS工况下的测试,嵌入台架测试软件中的控制算法控制效果基本与仿真结果一致,证明了本文提出的改进控制策略在实际硬件环境中的可行性。

关键词：电电混合电动汽车拓扑优化能量管理策略模糊控制联合控制

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动力电池系统汇流排阻抗辨识及单体电压补偿

电工技术 2022年第22期 55-59页

作者：黄伟平姚堤照涂成姣王军肖莎广汽埃安新能源汽车股份有限公司广东广州511434

鉴于当前动力电池系统大电流高压化的发展趋势,研究动力电池系统汇流排阻抗辨识及单体电压补偿方法。分析了电池包汇流排阻抗特性对单体电压采样功能的影响,建立了汇流排阻抗参数化模型,并通过筛选特征工况点采用带遗忘因子的最小二乘... 详细信息

鉴于当前动力电池系统大电流高压化的发展趋势,研究动力电池系统汇流排阻抗辨识及单体电压补偿方法。分析了电池包汇流排阻抗特性对单体电压采样功能的影响,建立了汇流排阻抗参数化模型,并通过筛选特征工况点采用带遗忘因子的最小二乘法进行阻抗在线辨识,基于对汇流排压降的可靠性评估实现单体电压的可靠补偿。最后,导入试验数据仿真验证了汇流排阻抗在线辨识结果精度较高,并且实现了单体电压稳定可靠补偿,有效降低了动力电池系统的动态偏差和提高了可用容量。

关键词：动力电池系统单体电压采样补偿汇流排阻抗递推最小二乘法

新型正交相BN单层半导体有毒气体吸附性能及电输运性能的理论研究

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物理学报 2024年第12期73卷 338-349页

作者：赵俊姚璨曾晖南京邮电大学理学院南京210023 南京理工大学微电子学院南京210094

低维材料表面的有毒气体吸附一直是分子传感器领域的研究热点.最近的新型正交相二维BN单层半导体材料引起了学者的广泛关注.基于第一性原理计算,本文研究了有毒气体分子(CO,H_(2)S,NH_(3),NO,NO_(2)和S02)在二维正交相BN单层表面的吸附... 详细信息

低维材料表面的有毒气体吸附一直是分子传感器领域的研究热点.最近的新型正交相二维BN单层半导体材料引起了学者的广泛关注.基于第一性原理计算,本文研究了有毒气体分子(CO,H_(2)S,NH_(3),NO,NO_(2)和S02)在二维正交相BN单层表面的吸附特性.吸附能计算表明,正交相BN材料对所有气体的吸附均是能量有利的放热过程.NO_(2)和NH_(3)为化学吸附,其他体系均为物理吸附,且NO吸附后体系具有自旋极化的电子能带结构.态密度计算结果显示,NO_(2)和SO_(2)的吸附对费米能级附近的电子占据有显著影响.NO_(2)吸附后,体系的功函数和电子结构特性均明显改变,表明BN单层半导体材料对NO_(2)分子具有良好的吸附选择性和探测灵敏度.采用第一性原理结合非平衡格林函数方法计算了纳米电子器件的输运性能.在1 V偏压下,NO_(2)分子的吸附可使体系电流增大到6500 nA,显著增强了BN单层半导体器件的电输运性能,因此二维BN单层对NO_(2)气体吸附具有优异的探测敏感度.此外,轴向应力能够有效调控体系的吸附性能.研究表明,正交相BN单层材料对有毒气体具有优异的吸附性能,在新型有毒气体传感探测器件领域有较大的应用潜力.

关键词：吸附正交相BN 第一性原理电输运气体传感器

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基于量纲分析的石油焦颗粒堆积床层阻力特性实验

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有色金属工程 2024年

作者：周欣波黄金堤李静江西理工大学冶金工程学院高性能钢铁合金材料江西省重点实验室

石油焦中挥发分气体在罐式炉内料罐中的料层气体阻力特性是挥发分能否顺畅逸出的关键。本文首先通过实验检测方法系统研究石油焦孔隙率、堆积密度等物性参数,其次搭建了石油焦颗粒堆积床层气体流动阻力实验装置,并在此基础上开展了料层... 详细信息

石油焦中挥发分气体在罐式炉内料罐中的料层气体阻力特性是挥发分能否顺畅逸出的关键。本文首先通过实验检测方法系统研究石油焦孔隙率、堆积密度等物性参数,其次搭建了石油焦颗粒堆积床层气体流动阻力实验装置,并在此基础上开展了料层高度、床径比、颗粒粒度、气体流速对料层阻力的影响规律研究。研究结果表明:随着石油焦粒度增加,堆积密度下降,孔隙率上升;当床径比D/dp>20,壁面效应影响可忽略;料层阻力与气体流速正相关,与颗粒粒度负相关;堆积料层阻力关系式为fp=6.922×1060ε86.519（1-ε）105.394Rep-1.047,研究可为罐式炉煅烧石油焦挥发分气体的行为提供理论支撑。

关键词：堆积颗粒石油焦阻力特性量纲分析

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双源混合动力系统能量管理策略优化

河南科技大学学报（自然科学版） 2019年第6期40卷 24-31,M0003,M0004页

作者：曾甜汤泽波姚堤照谢长君武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 东风汽车公司技术中心湖北武汉430058

针对锂电池和超级电容在混合动力系统能量分配过程中,由于在模糊控制的能量管理策略设计上主观性较大,难以得到全局最优解的问题,提出了一种以系统能量消耗量和锂电池损耗为优化对象,利用粒子群算法优化模糊控制隶属度函数参数的方法。M... 详细信息

针对锂电池和超级电容在混合动力系统能量分配过程中,由于在模糊控制的能量管理策略设计上主观性较大,难以得到全局最优解的问题,提出了一种以系统能量消耗量和锂电池损耗为优化对象,利用粒子群算法优化模糊控制隶属度函数参数的方法。MATLAB/Simulink软件仿真结果表明:优化后的模糊控制能量管理策略,在一定程度上降低了系统能量消耗量和锂电池损耗。搭建了混合动力系统的综合测试台架,并嵌入优化后的能量管理策略进行测试。研究结果表明:实际测试结果与仿真结果基本一致,超级电容满足瞬时动态负载的需求,锂电池的充放电电流限制在1C范围内,实现了控制目标。

关键词：混合动力模糊控制粒子群算法能量管理测试台架

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自然纯真的美从练功服开始

尚舞 2014年第4期 92-93页

作者：喵喵姚道堤晋江康尼舞蹈健美服饰有限公司福建晋江康尼舞蹈健美服饰有限公司

款式少、颜色少、装饰少……跟各式各样、色彩艳丽的赛服相比,可能很多孩子对简单甚至有些单调的练功服有些"嫌弃"。但是少儿舞蹈练功服可不是随随便便就剪裁出来的,简洁、大方、不花哨的舞服不仅最能呵护孩子们的健康,而且最能体现他... 详细信息

款式少、颜色少、装饰少……跟各式各样、色彩艳丽的赛服相比,可能很多孩子对简单甚至有些单调的练功服有些"嫌弃"。但是少儿舞蹈练功服可不是随随便便就剪裁出来的,简洁、大方、不花哨的舞服不仅最能呵护孩子们的健康,而且最能体现他们自然纯真的美。剪裁不简单少儿舞蹈练功服一般采用简洁大方的款式,体现小舞者本身的形体与动作线条。14周岁以下的儿童,不建议穿着过于华丽的舞衣,保持

关键词：少儿舞蹈

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一岛两侧站与单岛站十字换乘方案设计研究

隧道建设（中英文） 2024年第5期44卷 1068-1076页

作者：姚显贵中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换... 详细信息

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换乘路径等方式,使上下车乘客流线分离、换乘客流单向循环,最大程度减少客流交叉、加大缓冲区域,有效缓解换乘便捷与拥堵的矛盾;同时,借助客流仿真进行优化设计,达到大客流车站换乘的最佳效果;针对常规十字换乘站地下空间压抑、视线不通透的问题,在节点区域采用组合结构,实现大跨度、大层高设计,改善空间尺度和乘客舒适性。在节点区域采用小埋深、大空间,是在提高换乘功能、空间效果的基础上节约投资的有效途径。在十字路口下方的节点区采用盖挖逆作法,可提高深基坑的安全性,显著减小工程建设对道路交通、市政管线等外部环境的影响,并可节约大量混凝土支撑等临时结构,是一种安全、环保的建造方法。研究和实践表明:针对城市核心区的两线十字交叉大客流换乘站,综合利用一岛两侧站台、组合结构、盖挖逆作法等方法,可以达到车站设计综合效果最优的目的。

关键词：地铁车站一岛两侧十字换乘地下大空间缓冲区域客流仿真

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多频共振发生的条件及性质

中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2187-2197页

作者：姚彻魏晓军中南大学土木工程学院湖南长沙410075

对结构能否发生多频共振及发生多频共振的种数进行理论分析,并给出分析步骤。在非线性情况下通过作图对多频共振发生区域的几何性质进行分析,并从力学角度对其物理意义进行阐述,最后通过实例对多频共振发生的条件及性质理论进行验证。... 详细信息

对结构能否发生多频共振及发生多频共振的种数进行理论分析,并给出分析步骤。在非线性情况下通过作图对多频共振发生区域的几何性质进行分析,并从力学角度对其物理意义进行阐述,最后通过实例对多频共振发生的条件及性质理论进行验证。研究结果表明:在线性情况下,可精确判断出所选频率间是“不存在多频共振”、“存在一种多频共振”还是“存在无穷多种多频共振”;在非线性情况下,发现在大的共振区域越能形成大的非共振区域;在结构含有3个频率(其中包括固有频率及外荷载频率)时,以2组频率比为横、纵坐标绘图,发现当图中点的2个坐标分量的最简公分母很小时,该点附近以及此类点连线附近会存在较大的多频共振区域;在结构含有2个频率且当截断数为n时,增大非线性耦合强度K,最晚发生多频共振的频率比为截断数为n+1时最早发生多频共振的频率比,因此,在非线性动力学研究中,需谨慎考虑内共振可能出现的情形。

关键词：多频共振非线性区域

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无电荷层InGaAs/Si雪崩光电探测器的优化设计

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光学学报 2024年第5期44卷 19-28页

作者：张娟姚儿柯少颖闽南师范大学物理与信息工程学院光场调控及其系统集成应用福建省高校重点实验室福建漳州363000

目前,在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD),但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题,而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层,在一定程度解决了上述问题,但其制造过程涉及Si电荷层的离子... 详细信息

目前,在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD),但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题,而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层,在一定程度解决了上述问题,但其制造过程涉及Si电荷层的离子注入和高温退火激活,该过程工艺复杂、杂质分布不均匀、成本高。因此,本研究采用刻蚀技术在Si倍增层内制备凹槽环,并在凹槽环内填充不同介质对InGaAs层及Si层内的电场进行调控,构建无电荷层InGaAs/Si APD器件模型。结果表明,在凹槽环内填充空气或SiO2可获得高性能的InGaAs/Si APD。该研究结果可为后续研制工艺简单、性能稳定、低噪声的InGaAs/Si APD提供理论指导。

关键词：探测器雪崩光电二极管增益带宽积电荷层凹槽环

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