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燃料电池汽车动力系统及能量管理策略的研究

燃料电池汽车动力系统及能量管理策略的研究

作者：王晓拙哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着国家能源战略结构的调整,传统燃油汽车向绿色化新能源汽车转型是当下及未来长期面临的难题。氢能具有零排放、能量转换效率高、易获取、可再生等一系列优点,因此燃料电池汽车逐渐成为了未来新能源汽车的发展方向。但是受到燃料电池... 详细信息

随着国家能源战略结构的调整,传统燃油汽车向绿色化新能源汽车转型是当下及未来长期面临的难题。氢能具有零排放、能量转换效率高、易获取、可再生等一系列优点,因此燃料电池汽车逐渐成为了未来新能源汽车的发展方向。但是受到燃料电池现有技术的制约,燃料电池汽车的商业化普及仍然有很多阻碍。目前燃料电池存在的短板包含:输出电压电流特性偏软、动态响应速度慢、启动速度慢、不能吸收制动能量。在燃料电池汽车动力系统中增加辅助能源,以实现对燃料电池输出功率削峰填谷,使燃料电池工作在正常状态下仍可达到车辆性能要求。燃料电池汽车的动力系统结构和能量管理策略的优略直接影响着车辆的动力性和经济性,因此设计燃料电池汽车动力系统以及能量管理策略具有十分重要的研究意义。本文介绍了燃料电池汽车在国内外的发展现状及其研究进展,分析了四种动力系统的拓扑结构的优缺点,并对所选定的燃料电池+蓄电池动力系统进行能源选型,主、辅两种能源确定为质子交换膜燃料电池、磷酸铁锂电池。选择燃料电池的戴维宁等效模型和蓄电池的内阻模型分别对主动力源和辅助动力源进行建模分析。为了对燃料电池和蓄电池输出功率进行有效合理地分配,充分发挥动力系统优势,本文在MATLAB/Simulink中搭建基于模糊控制策略的仿真模型。针对模糊控制依赖专家经验,过于主观化的问题,通过遗传算法对模糊规则与模糊控制的隶属度函数分别进行参数化寻优,得到遗传算法优化的模糊控制策略。基于AVL CRUISE平台搭建了纯燃料电池动力系统仿真模型和燃料电池+蓄电池动力系统仿真模型,基于NEDC、WLTC工况分别针对模糊控制、遗传算法优化模糊控制两种策略的整车模型进行联合仿真。仿真数据可证明本文所设计的燃料电池汽车动力系统及能量管理策略的可行性,并验证了整车动力性在满足设计要求的同时,其经济性也有所提高。

关键词：燃料电池乘用车动力系统能量管理策略模糊控制遗传算法

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半群作用下动力系统的强迫回复性

半群作用下动力系统的强迫回复性

作者：田荣广西大学

学位级别：硕士

回复性是动力系统研究中的一个十分重要内容,目前已取得诸多进展,并广泛应用于其它领域。本文讨论一般可数离散半群的强迫回复性,即某点沿着可数半群作用一个子集的回复属性。具体安排如下:第一章,我们简要回顾动力系统回复性相关的历... 详细信息

回复性是动力系统研究中的一个十分重要内容,目前已取得诸多进展,并广泛应用于其它领域。本文讨论一般可数离散半群的强迫回复性,即某点沿着可数半群作用一个子集的回复属性。具体安排如下:第一章,我们简要回顾动力系统回复性相关的历史背景与研究现状,并概述本文的研究内容和主要结果。第二章,我们回顾拓扑动力系统的基本概念及主要结论。第三章,我们引入半群作用的强迫回复性,并且得到强迫回复性的一个刻画:一个半群的子集为强迫回复的当且仅当它包含一个分段IP-集。对于一个半群无限子集构成的集族P,如果P具有Ramsey性,并且对任何S ∈ P,存在g≠eG使得g-1S∩S∈P,则任何S∈P均为强迫回复的。第四章,我们借助Furstenberg族讨论一般形式的强迫回复性。我们证明了一个幺半群中的子集为强迫无限回复的蕴含它包含一个分段的无限IP-集,以及一个子集为强迫极小的当且仅当它包含一个分段的syndetic集。第五章,作为一个例子,我们证明了一个无限可数的amenable群中具有正上Banach密度的子集是强迫无限回复的。

关键词：动力系统半群作用强迫回复性强迫极小性 Furstenberg族

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动力系统曲率指数的分析研究

动力系统曲率指数的分析研究

作者：肖山峰广西大学

学位级别：硕士

在科技不断进步的今天,动力系统作为数学研究应用的一个热门领域,已经得到了前所未有的发展,渗透到了不同的自然科学和工程领域.混沌是典型确定的却不能够预测的非线性现象,作为非线性物理科学的一个重要分支,混沌动力学在上个世纪引起... 详细信息

在科技不断进步的今天,动力系统作为数学研究应用的一个热门领域,已经得到了前所未有的发展,渗透到了不同的自然科学和工程领域.混沌是典型确定的却不能够预测的非线性现象,作为非线性物理科学的一个重要分支,混沌动力学在上个世纪引起了众多学者的广泛关注,经过几十年的发展变化,混沌理论基本成型,主要包括分岔、同步、控制与反控制、混沌系统的识别及其应用.如何定量描述动力或混沌系统的代数或是几何特征是一项有用且重要的科研工作,比如Lyapunov指数、分形维数、熵等.通过对前人文献的大量阅读,本文基于Chen和Chang定义的一种新的命名为曲率指数的定量的方法来研究动力系统.（1）曲率指数被定义为动力系统的轨迹在时间演化过程中平均曲率的极限值,度量了系统的轨迹在进入吸引子时的弯曲程度,并以一个空间球体估计了吸引子的平均大小;N维系统就有N-1个曲率指数;给出了曲率指数的定义和计算方法,证明了三维空间下曲率指数的特殊形态.（2）研究了曲率指数在基本曲线和三维、四维、五维等动力系统中,对动力系统结构性变化的应用结果,表明一个或多个（维数＞2时）高阶的曲率指数可以分辨出系统结构变更时吸引子的拓扑结构变化.（3）研究了耦合混沌同步的问题.曲率指数能够有效地反映系统是否达到各种不同的耦合同步,并显示出系统耦合同步时耦合参数的阈值点.以耦合Rossler系统为例表明曲率指数的有效性.（4）通过模拟经典的动力系统实例并和著名的Lyapunov指数作对比,观察到这种曲率指数是非常可行的,对于动力系统的研究具有重要意义.

关键词：动力系统混沌 Lyapunov指数曲率指数结构性变化混沌同步

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大气三圈环流的动力系统模型

地球物理学报 2014年第6期57卷 1740-1745页

作者：刘式达付遵涛刘式适北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海-气实验室北京100871

定常情况下,本文利用球坐标系(λ,(?),r)的动力、热力学方程导出三维速度场(v_λ,v_(?),v_r)的动力系统.这种包括摩擦力和热传导的不可压缩大气运动的动力系统,无论从定性上还是从定量上都能描述由赤道和极地间的加热不均匀造成的三圈环... 详细信息

定常情况下,本文利用球坐标系(λ,(?),r)的动力、热力学方程导出三维速度场(v_λ,v_(?),v_r)的动力系统.这种包括摩擦力和热传导的不可压缩大气运动的动力系统,无论从定性上还是从定量上都能描述由赤道和极地间的加热不均匀造成的三圈环流.定性上表明,在北半球经向速度v_(?)和纬向速度v_λ同符号,地表刮北风(v_(?)0)和刮西风(v_λ>0)相对应.在南半球,经向速度v_(?)和纬向速度v_λ符号相反,刮北风(v_(?)0)相对应,刮南风(v_(?)>0)和刮东风(v_λ<0)相对应.定量分析表明球面上的压力场p可以用球调和函数p_l^m(sin(?))cosmλ来表达.当取l=6,m=0时即可导出三圈环流.在经圈剖面((?),r)上,地表的(?)_1=±56°和(?)_2=±28°左右,以及赤道是速度场的奇点,它们都是鞍点,说明在副热带是下沉运动,在中纬度是上升运动,这正是三圈环流中的Ferrel环流的特征.这样经向速度v_(?)和纬向速度v_λ相联系,经向速度v_(?)又和垂直速度相联系,那么三圈环流的三维速度场就构成了一个整体.

关键词：定性分析定量分析动力系统大气三圈环流

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车-轨-桥耦合动力系统影响参数分析

计算力学学报 2020年第2期37卷 185-192页

作者：李锦华黎文武管海平李春祥华东交通大学土木建筑学院南昌330013 南昌铁路天河建设有限公司南昌330026 上海大学土木工程系上海200444

为了考虑高速列车、板式无砟轨道和桥梁相互作用的特点,需将列车模拟为质量-弹簧-阻尼多刚体相互约束的系统,通过列车车轮与钢轨的接触关系,建立车-轨-桥耦合系统的运动方程。重点分析了双线列车以不同工况通过高速铁路桥梁时,列车行驶... 详细信息

为了考虑高速列车、板式无砟轨道和桥梁相互作用的特点,需将列车模拟为质量-弹簧-阻尼多刚体相互约束的系统,通过列车车轮与钢轨的接触关系,建立车-轨-桥耦合系统的运动方程。重点分析了双线列车以不同工况通过高速铁路桥梁时,列车行驶状态(速度和加速度)、列车悬挂系数和钢轨-轨道-桥梁连接参数分别对车-轨-桥耦合系统的动力学性能影响。结果表明,(1)列车的加速度和速度的变化对耦合系统有不同程度的影响,随着列车行驶速度与加速度在一定范围内增加,车体自身结构的位移振动响应逐渐减小,而钢轨和桥梁结构的位移振动响应则不断增加;(2)列车悬挂参数的改变对列车自身结构影响较大,而对钢轨和桥梁结构影响很小;(3)车体一系刚度系数增大会引起列车系统结构振动响应变大,但车体二系刚度系数的增加却抑制了车体结构的振动响应;(4)除了钢轨的最大加速度随着连续刚度系数增加呈线性递减外,列车、钢轨和桥梁的振动响应不易受钢轨与桥梁间连接参数的影响。

关键词：动力系统车轨桥耦合振动方程影响参数数值分析

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动力系统热负荷红外在线监测定量识别

红外技术 2012年第7期34卷 408-415页

作者：吕事桂李东臻杨立杨晓伟海军工程大学船舶与动力学院海军驻武汉地区军事代表局 91656部队

热负荷是评估动力系统运行状态的关键参数之一,传统热负荷检测方法存在操作复杂、应用范围窄、准确性低等缺点。对动力系统壁面建立了二维数学物理传热模型,采用数值计算方法求解壁面温度分布,在分析三角型和正弦型两种热负荷分布形式... 详细信息

热负荷是评估动力系统运行状态的关键参数之一,传统热负荷检测方法存在操作复杂、应用范围窄、准确性低等缺点。对动力系统壁面建立了二维数学物理传热模型,采用数值计算方法求解壁面温度分布,在分析三角型和正弦型两种热负荷分布形式下壁面热特征的基础上,提出了依据红外热像仪监测到的壁面温度信息利用共轭梯度优化算法对动力系统壁面热负荷进行在线监测定量识别的方法。通过数值模拟实验的方法考察了红外热像仪测温误差、壁面热负荷初始假设以及壁面材料对壁面热负荷定量识别结果的影响,验证了该方法的可行性,发现热负荷定量识别的结果主要受到测温误差的影响,并且低导热率材料动力壁面上的正弦型热负荷受红外测温误差的影响较小,在相同壁面材料和测温误差为0.05℃的情况下,基于内壁面温度信息和外壁面温度信息的正弦型热负荷识别相对误差分别为0.56%和1.94%,而三角型热负荷识别相对误差却分别为8.13%和12.65%,但两者都满足一定的工程应用。

关键词：动力系统热负荷红外监测定量识别共轭梯度法

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电动无人机动力系统优化设计及航时评估

航空动力学报 2015年第8期30卷 1834-1840页

作者：王刚胡峪宋笔锋谭唱西北工业大学航空学院西安710072

为提高电动无人机续航性能,针对动力系统进行了优化设计,并提出了相应的航时评估方法.首先采用涡流理论优化设计了小型螺旋桨,再通过实验测试优化选取了与螺旋桨高效率匹配的电动机.同时,考虑到锂离子电池放电倍率及电压降低对放电时间... 详细信息

为提高电动无人机续航性能,针对动力系统进行了优化设计,并提出了相应的航时评估方法.首先采用涡流理论优化设计了小型螺旋桨,再通过实验测试优化选取了与螺旋桨高效率匹配的电动机.同时,考虑到锂离子电池放电倍率及电压降低对放电时间的影响,建立了恒功率条件下电池放电时间计算模型.最后,根据优化得到的动力系统和电池计算模型,推导出有弯度机翼的电动无人机航时公式.某电动飞翼布局无人机飞行试验结果显示,优化得到的动力系统具有较高的效率,测试得到的无人机续航时间与评估得到的理论值误差为12%,在允许误差范围内吻合较好.

关键词：电动无人机动力系统航时锂离子电池放电倍率优化设计

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氢燃料电池客车样车动力系统开发

机械设计与研究 2021年第4期37卷 182-187页

作者：于瑞常州工程职业技术学院江苏常州213164

氢燃料电池汽车作为新能源汽车的三大核心路线之一,受到国家部委和产业相关人员的重视;即将到来的2022年亚运会,昭示着市场需要一批氢氢燃料电池客车投入运营工作。以氢燃料电池客车样车动力系统为研究对象,通过对动力系统关键部件进行... 详细信息

氢燃料电池汽车作为新能源汽车的三大核心路线之一,受到国家部委和产业相关人员的重视;即将到来的2022年亚运会,昭示着市场需要一批氢氢燃料电池客车投入运营工作。以氢燃料电池客车样车动力系统为研究对象,通过对动力系统关键部件进行理论计算和使用性能调研分析,确定关键零部件的技术参数;基于选型部件,采用CRUISE车辆模型对样车动力系统的动力性经济性进行仿真,将选型部件搭载到样车车身,并在第三方检测机构进行型式试验测试,验证了该类型项目开发的必要性和有效性。

关键词：氢燃料电池客车样车开发动力系统试验测试

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动力系统

船舶物资与市场 2017年第3期25卷 63-63页

近日,武汉船用机械有限责任公司（简称武汉船机）与中船黄埔文冲船舶有限公司签订了南极磷虾捕捞科考船动力系统合同。该船船东为江苏深蓝远洋渔业有限公司,该项目为国内首艘专业南极磷虾捕捞科考船项目,获国家农业部大力支持。

关键词：动力系统科考武汉合同有限责任远洋渔业公司农业部