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并联混合动力汽车预测能量管理策略研究

并联混合动力汽车预测能量管理策略研究

作者：许康辉西安理工大学

学位级别：硕士

在环境污染和能源匮乏的背景下,混合动力汽车由于（Hybrid Electric Vehicle,HEV）节能减排且技术相对成熟的优点,因此近年来在全球汽车行业中发展迅速。能量管理策略在满足混合动力汽车行驶需求功率的前提下,通过对动力源功率或转矩进... 详细信息

在环境污染和能源匮乏的背景下,混合动力汽车由于（Hybrid Electric Vehicle,HEV）节能减排且技术相对成熟的优点,因此近年来在全球汽车行业中发展迅速。能量管理策略在满足混合动力汽车行驶需求功率的前提下,通过对动力源功率或转矩进行优化分配,以降低整车的燃油消耗,是提升HEV燃油经济性的核心技术。其中并联HEV的能量管理问题涉及对挡位的优化控制,需要同时兼顾燃油经济性和驾驶舒适性,对控制策略的计算要求较高,算法的设计难度增加。为此,针对并联HEV开发高效、实时优化性强的控制策略至关重要。本文以并联HEV为研究对象,通过将等效燃油消耗最小策略（Equivalent consumption minimum strategy,ECMS）应用到模型预测控制（Model predictive control,MPC）框架中,并融合车速预测信息,从而形成一种高效且适应性强的MPC能量管理策略,实现对并联HEV转矩和挡位的同时优化分配控制。具体研究工作如下:首先,针对并联HEV系统的各部件进行建模,采用拟合试验数据的方法分别构建发动机与电机的连续函数模型,基于内阻模型构建电池等效电路模型,随后建立汽车的纵向动力学模型,根据传动轴上的功率平衡关系,构建传动系统模型。通过对各部分的模型构建,建立并联HEV的后向仿真模型,为控制策略的研究奠定基础。其次,基于BP神经网络原理设计车速预测模型,以获取并联混合动力汽车在未来有限时域内的车速信息。首先针对预测模型选取具有代表性的标准城市工况作为训练样本进行学习训练,在训练结束后选取两个城市工况作为测试样本进行有效性验证,然后通过对比研究在不同参数设置下的预测误差,最后综合选取预测误差较小的参数值,确定车速预测模型的网络结构参数,为后续模型预测控制策略的实现提供前提条件。最后,针对并联混合动力汽车提出一种基于等效燃油消耗最小的模型预测（ECMS-MPC）能量管理策略。该控制策略通过将ECMS算法和MPC控制框架相结合,使并联HEV电池的电量消耗等效为燃油消耗,然后兼顾驾驶舒适性和燃油经济性,实现对转矩分配和挡位切换同时优化控制。为确保驾驶舒适性,通过在目标函数中引入换挡惩罚函数实现对挡位的优化控制,避免频繁换挡行为。此外,为验证ECMS-MPC控制策略的有效性,与动态规划（DP）控制策略和基于动态规划的模型预测（DP-MPC）控制策略进行对比仿真分析。优化结果表明,与其他两种控制策略相比,基于ECMS-MPC控制策略的计算效率更高,且燃油消耗水平接近全局最优的DP控制策略,证明了该控制策略的优化性能。最后探讨ECMS-MPC控制策略的优化性能对参数的敏感性,以确定合适的参数值,使ECMS-MPC优化性能最佳。

关键词：混合动力汽车能量管理策略模型预测控制等效燃油消耗最小策略动态规划

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GTF减速器的结构参数优化及其动力学研究

GTF减速器的结构参数优化及其动力学研究

作者：许康辉西安理工大学

学位级别：硕士

日益严峻的环境问题和能源压力推动了新型航空发动机技术的快速发展。在加快先进航空发动机关键技术研发的背景下,作为绿色航空动力的典型代表,齿轮驱动涡扇发动机(Geared Turbofan Engine,GTF)在降低耗油率与噪声、减少污染物排放等方... 详细信息

日益严峻的环境问题和能源压力推动了新型航空发动机技术的快速发展。在加快先进航空发动机关键技术研发的背景下,作为绿色航空动力的典型代表,齿轮驱动涡扇发动机(Geared Turbofan Engine,GTF)在降低耗油率与噪声、减少污染物排放等方面具有突出优势,现已成为航空发动机的主要研究方向之一。作为核心零部件之一,GTF减速器的结构设计及动力学分析对发动机的轻量化、动态特性、均载性能及稳定性等研究具有重要影响。本文以GTF减速器为研究对象,对其展开结构参数优化和动力学分析研究。主要的研究内容和结论如下:(1)利用响应面法等方法对GTF减速器结构参数进行优化。基于Python语言对ABAQUS进行二次开发,分别编制输入轴、输出轴以及行星架和力矩器装配体的参数化程序,实现了三维模型建立、材料属性设置、边界条件约束、加载、网格划分、求解计算以及结果后处理等自动化有限元建模与分析的流程;对初步选择的结构参数进行析因设计,根据标准化效应的Pareto图确定结构的显著影响因子;对显著影响因子进行拉丁超立方抽样并计算对应的响应变量,基于统计学分析结果建立响应面模型;显著影响因子为设计变量,响应面模型为目标函数,根据实际性能要求确定优化目标,建立GTF减速器的结构优化设计模型并求解最优结构参数。结果显示,优化后输入轴最大变形提高了213.47%、输出轴最大变形提高了 91.64%、装配体结构的等效应力降低了 56.66%,最大变形降低了 65.41%。(2)建立GTF减速器的动力学模型,引入最优的结构性能参数对系统进行动态分析。以综合时变啮合刚度作为齿轮副的激励源,建立其计算模型;采用集中质量法建立GTF减速器外啮合齿轮副的动力学模型,计算其径向振动加速度;搭建功率封闭式齿轮副振动实验台,测量齿轮的径向振动加速度;将集中质量模型的计算结果与实验结果进行对比,验证了综合时变啮合刚度计算、动力学建模和求解方法的准确性;建立GTF减速器的系统动力学模型,将最优的结构性能参数引入该模型进行求解,获得了最优参数下的系统振动响应。结果显示,优化后的系统振动显著降低。本文的研究思路和方法为GTF减速器的整机设计与研发提供了参考,具有一定的工程应用价值。

关键词： GTF减速器析因分析响应面建模齿轮动力学分析参数化建模

混合动力汽车模型预测能量管理研究现状与展望

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机械工程学报 2019年第10期55卷 86-108页

作者：张风奇胡晓松许康辉唐小林崔亚辉西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

能量管理策略是混合动力汽车的核心技术,其直接决定了整车燃油经济性、动力性及驾驶性。然而,实际工况的不确定性和扰动性极大地增加了能量管理算法的设计难度。为此,开发高效、适应性强的能量管理算法至关重要。模型预测能量管理由于... 详细信息

能量管理策略是混合动力汽车的核心技术,其直接决定了整车燃油经济性、动力性及驾驶性。然而,实际工况的不确定性和扰动性极大地增加了能量管理算法的设计难度。为此,开发高效、适应性强的能量管理算法至关重要。模型预测能量管理由于具有滚动优化、反馈校正等优点,可减少未来工况扰动对优化性能的影响,提升工况适应性和整车经济性。重点阐述基于模型预测控制的混合动力汽车能量管理策略的发展状况,并对其基本原理、优势、适用范围进行了综合分析。通过对比分析总结不同控制方法的优缺点,并运用具体算例阐释模型预测能量管理策略的特点。最后从不同角度对预测能量管理的发展方向进行了展望,为先进混合动力汽车能量管理控制器的研发提供一些参考。

关键词：能量管理策略混合动力汽车模型预测控制车联网工况预测

应用于电子式高频小振幅疲劳试验机的PMLSM直线作动器设计与分析

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应用于电子式高频小振幅疲劳试验机的PMLSM直线作动器设计与分析

作者：佟康辉吉林大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速发展和试验机技术的逐渐成熟,在机械制造业领域对试验机的各方面性能提出了更高的要求,特别体现在提高试验效率、简化试验过程、保证试验质量等等。零部件是每台机电设备的“细胞”,而其疲劳特性直接决定了设备的使... 详细信息

随着我国经济的快速发展和试验机技术的逐渐成熟,在机械制造业领域对试验机的各方面性能提出了更高的要求,特别体现在提高试验效率、简化试验过程、保证试验质量等等。零部件是每台机电设备的“细胞”,而其疲劳特性直接决定了设备的使用性能与使用寿命,因此需要优良性能的疲劳试验机。而试验机的核心是动力源,现阶段大部分的疲劳试验机主要采用电磁谐振加载和电液伺服加载;电磁谐振加载后的力值一般较大,不适合小幅值载荷试验;电液伺服带动液压缸等中间机构易实现大载荷、低频率的加载试验,若要提高频率则需要高成本。鉴于现状,本文探讨将永磁同步直线电机(Permanent magnet synchronous linear motor,PMLSM)作为高频小幅值疲劳试验机中的动力装置,实现直线运动的电力驱动。选用PMLSM极大程度上填补了电磁作动器与电液伺服作动器等其他形式直线作动器高频特性差、动态稳定性不良以及油液污染等弱点并且优化并改良了传统疲劳试验机的结构复杂特性。直线电机是一种不借助滚珠丝杠等转换机构并且直接驱动负载的机电装置,能量转换效率很高,动态性能良好,本文选取的双边有铁心永磁同步直线电机还具有体积紧凑、负载特性强、低齿槽无垂直吸引力等优点,还可以提供良好的定位运动。首先,详细阐述直线电机的原理和分类,同时根据本文试验要求和试验对象工况利用双边有铁心PMLSM驱动直线作动器,本文直线作动器是一种单自由度强迫振动力学模型;采用矢量控制,并结合PID控制方法对PMLSM的位置和力高效、高精度地控制。其次,设计应用于电子式高频小振幅试验机的PMLSM直线作动器的结构,建立二维与三维模型,分析关键零部件的静力学特性,分析整机的动力学模态仿真与谐响应仿真结果,计算出系统的固有频率,一定程度上规避谐振对试验动态稳定性的影响,同时阐明整机零部件加工装配问题。再次,设计电子式高频小振幅疲劳试验机的控制系统,本文采用电流-位移-载荷三闭环控制策略,其中采用磁栅尺、S型力传感器,CDHD型号伺服驱动器,运动控制卡等硬件。采用这种控制方式可以实现对直线电机的位移高精度控制和施加力值高精度控制。最后,设计动态交变载荷加载试验,分别开展空载试验和负载试验,从位移控制方式和力控制方式两个角度分析试验,验证了采用双边有铁心PMLSM作为直线作动器的动力源的可行性。

关键词：高频交变载荷 PMLSM直线作动器疲劳试验矢量控制

直接Z-型BAs/Ga2SO范德华异质结光催化分解水研究

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原子与分子物理学报 2025年第6期 16-22页

作者：许康黄欣杨志红南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院南京邮电大学理学院

基于第一性原理计算，系统研究了BAs/Ga2SO异质结的光催化分解水性能.结果表明：BAs/Ga2SO异质结具有良好的热力学稳定性并表现出交错的能带排列方式，带隙值为0.73 eV,界面处存在从BAs指向Ga2SO的内建电场使其形成了直接Z-型异质结，... 详细信息

基于第一性原理计算，系统研究了BAs/Ga2SO异质结的光催化分解水性能.结果表明：BAs/Ga2SO异质结具有良好的热力学稳定性并表现出交错的能带排列方式，带隙值为0.73 eV,界面处存在从BAs指向Ga2SO的内建电场使其形成了直接Z-型异质结，能够有效分离光生电子-空穴对.另外，异质结的带边位置可以跨越水的氧化还原电位，析氢反应发生在BAs侧而析氧反应发生在Ga2SO侧.最后，基于吉布斯自由能变化计算，发现在有光照时，析氢和析氧反应在BAs/Ga2SO异质结表面可自发进行.以上结果表明BAs/Ga2SO异质结是有潜力的光催化分解水材料.

关键词：第一性原理计算直接Z型异质结光催化分解水吉布斯自由能

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数字化转型对企业创新韧性的双重效应研究

管理学报 2024年第7期21卷 1046-1055页

作者：卢正文许康上海应用技术大学经济与管理学院

以2010~2021年中国A股上市公司为研究样本,探讨数字化转型对企业创新韧性影响的作用机制,并深入分析不同生命周期特征的边界效应。研究发现:数字化转型与企业创新韧性之间存在显著的倒U形关系;对于企业生命周期不同阶段而言,成长期企业... 详细信息

以2010~2021年中国A股上市公司为研究样本,探讨数字化转型对企业创新韧性影响的作用机制,并深入分析不同生命周期特征的边界效应。研究发现:数字化转型与企业创新韧性之间存在显著的倒U形关系;对于企业生命周期不同阶段而言,成长期企业数字化转型显著促进企业的创新韧性,成熟和衰退期企业数字化转型与创新韧性仍呈现出倒U形关系,但衰退期企业数字化的赋能作用区间相对更低。进一步地,基于中间机制的分析结果也支持了上述结论。

关键词：数字化转型创新韧性企业生命周期

视觉修辞学视域下新疆题材纪录片铸牢中华民族共同体意识研究

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视觉修辞学视域下新疆题材纪录片铸牢中华民族共同体意识研究

作者：路康辉塔里木大学

学位级别：硕士

习近平总书记反复重申“讲好中国故事,传播中国声音”的战略意义,并明确指出党的新闻宣传工作亟需创新,着力构建能够跨越中外文化界限的新概念、新范畴与新表述。这一系列号召,标志着我国国家形象视觉修辞化时代的开启。回顾人类历史上... 详细信息

习近平总书记反复重申“讲好中国故事,传播中国声音”的战略意义,并明确指出党的新闻宣传工作亟需创新,着力构建能够跨越中外文化界限的新概念、新范畴与新表述。这一系列号召,标志着我国国家形象视觉修辞化时代的开启。回顾人类历史上修辞艺术的演变历程,不难发现,以人工创制的视觉符号承载特定政治理想的现象比比皆是。随着可视化媒体技术的蓬勃演进,视觉修辞正逐步由修辞学的边缘地带迈向核心地位,不仅被视为一种旨在引导他人思维与行动的战略性工具,更升华至对意义产生、诠释与管理的社会性功能层面,堪称从“说服之术”跃升为“意义塑造之艺”。本文以求解“话语问题”为起点,即探寻构建一套能赢得广泛认可的中华民族共同话语的形成机制,根本目标在于引导公众对中华民族形成深刻认知、深层理解并最终达成深度认同,从而助推中华民族向更高包容性与更强凝聚力的命运共同体迈进。论文聚焦于话语思想、话语表征及话语策略的认知视角,系统考察关于中华民族共同体的多元叙事资源,深入探究这些叙事资源如何有力地支撑起中华民族共同体的话语构建过程。分析指出,就中华民族共同体话语建构而言,话语思想所对应的符号概念体系,主要包括以道德观念、价值信仰和利益诉求为核心意涵的概念体系和各类符号资源体系,具体包括历史故事、文化故事、团结故事和进步故事;话语表征对应的符号叙事体系,主要体现为历史、记忆的叙事;话语策略所对应的符号修辞体系,主要沿着隐喻和转喻、消极修辞和修辞修辞、事件文本三个方面展开。

关键词：视觉修辞学中华民族共同体意识话语思想话语表征话语策略

侧链磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能研究

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侧链磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能研究

作者：韩康辉吉林化工学院

学位级别：硕士

磁悬浮铣削电主轴时变质量系统旋转惯性特性及动态响应研究

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西南交通大学学报 2024年

作者：康辉民席家乐刘厚才段良辉湖南科技大学机电工程学院江南工业集团有限公司数控加工分厂

针对磁悬浮铣削电主轴在切削加工过程中，因切屑不断进入、离开刀具容屑槽而导致系统质量的大小和分布不断变化，进而引起系统动力学特性的非线性变化问题。在求得单个切屑质量的基础上，首先依据金属连续切削原理，并结合连续梁振动理... 详细信息

针对磁悬浮铣削电主轴在切削加工过程中，因切屑不断进入、离开刀具容屑槽而导致系统质量的大小和分布不断变化，进而引起系统动力学特性的非线性变化问题。在求得单个切屑质量的基础上，首先依据金属连续切削原理，并结合连续梁振动理论，应用有限单元法建立了“磁悬浮轴承-电主轴-刀具-切屑”时变质量系统的动力学模型；然后采用龙格库塔法对系统的运动微分方程进行求解，分析切屑从进入到离开容屑槽的整个过程，切屑质量变化对系统固有频率、振型的影响规律；进而探索由时变切屑质量所引起的旋转惯性载荷、陀螺力矩、切削力、磁悬浮轴承电磁力等激励下的系统振动响应规律；最后利用Matlab软件对系统进行仿真求解，得到的方法和结论将为磁悬浮铣削电主轴时变质量系统的动力学建模与动态分析提供方法借鉴和理论支持。

关键词：磁悬浮电主轴时变质量旋转惯性特性固有特性分析振动响应