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基于能量传递路径的动力电池组主动均衡技术研究

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基于能量传递路径的动力电池组主动均衡技术研究

作者：张帅长安大学

学位级别：硕士

动力电池组作为电动汽车的核心能量源影响整车的综合性能。由于制造工艺和运行工况的差异,动力电池组会产生不一致性,轻则导致电池老化和性能衰退,重则产生热失控引发安全问题。均衡技术能够有效改善电池间的电量不一致性,提升电池成组... 详细信息

动力电池组作为电动汽车的核心能量源影响整车的综合性能。由于制造工艺和运行工况的差异,动力电池组会产生不一致性,轻则导致电池老化和性能衰退,重则产生热失控引发安全问题。均衡技术能够有效改善电池间的电量不一致性,提升电池成组后的性能和安全特性,提高动力电池组的使用寿命。本文针对动力电池组不一致问题,在当前主要均衡技术研究基础上,提出了以能量传递路径评价导向的主动均衡电路设计方法和基于过程选择优化判据的模糊神经网络均衡控制策略,具体研究内容有:1.研究和分析了现有均衡电路的结构及优缺点,提出以能量传递路径为原则的评价方法,从能量传递形式、能量传递路径和能量传递效能三个方面考虑均衡电路的设计方法;结合基于电感的环型均衡电路（Loop Equalization Circuit based on Inductance,LECI）和双路电感均衡电路（Dual Inductance Equalization Circuit,DIEC）提出一种新型主动均衡电路——基于电感的双环型均衡电路（Double Loop Equalization Circuit based on Inductance,DLECI）;应用能量传递路径评价方法,对该电路和传统电路进行了指标计算和比较分析。2.提出基于过程选择优化判据的模糊神经网络均衡控制策略。在对不同均衡判据优缺点分析的基础上,选择荷电状态（State of Charge,SOC）作为均衡策略的过程判据参数。总结描述电池组不一致性的几种指标,根据本文均衡电路的结构,选择最大差值作为均衡策略启动判据指标。设计基于模糊神经网络的均衡控制算法,实现对均衡电路的控制。该算法结合电池的特性,利用模糊神经网络控制器调节控制均衡电流,以提高均衡性能。3.在各种电池组带电量不一致状态下,采用差分算法控制均衡电路,将DLECI与经典多电感均衡电路、LECI和DIEC进行对比仿真实验,进一步验证能量传递路径评价方法。结果表明,能量传递路径评价方法能够对4种初始条件下不同均衡电路的效果进行有效区分和评价,同时所设计的DLECI的均衡性能最优。在电池组充电、闲置和放电三种状态下采用模糊神经网络算法控制DLECI开展仿真实验。结果表明,本文所提出的均衡控制策略可以有效改善电池组带电量不一致性。

关键词：动力电池组不一致性均衡技术能量传递路径均衡电路均衡策略

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黏弹性约束阻尼结构对车内噪声控制的应用

中南大学学报（自然科学版） 2016年第3期47卷 763-770页

作者：邢鹏卢炽华华林邓松苏卓宇杜松泽武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070

针对车辆壳体振动辐射噪声,在安静、平坦的柏油路面上进行实验车基本噪声测试,通过对测试结果的分析确定车内主要轰鸣声的转速范围。建立统计能量分析模型进行能量传递路径分析,确定车内噪声的主要来源。从阻尼材料的应用角度出发,对比... 详细信息

针对车辆壳体振动辐射噪声,在安静、平坦的柏油路面上进行实验车基本噪声测试,通过对测试结果的分析确定车内主要轰鸣声的转速范围。建立统计能量分析模型进行能量传递路径分析,确定车内噪声的主要来源。从阻尼材料的应用角度出发,对比分析顶蓬不同部位铺设条状阻尼的减振效果。研究结果表明:将黏弹性约束阻尼敷设在顶蓬前部能够有效抑制顶蓬振动产生的辐射噪声。

关键词：能量传递路径统计能量分析模型顶蓬黏弹性约束阻尼

新能源源端电网暂态稳定性分析及控制策略研究

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新能源源端电网暂态稳定性分析及控制策略研究

作者：李翔宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着风能渗透率的提高,大量电力电子设备接入到电网中,以直驱风机为代表的新能源并网发电系统呈现出与常规电源发电系统截然不同的响应行为,使得电力系统的暂态特性产生了质变,同时电力系统惯量的缺失可能引发系统稳定性问题,因此,本文... 详细信息

随着风能渗透率的提高,大量电力电子设备接入到电网中,以直驱风机为代表的新能源并网发电系统呈现出与常规电源发电系统截然不同的响应行为,使得电力系统的暂态特性产生了质变,同时电力系统惯量的缺失可能引发系统稳定性问题,因此,本文对直驱风机并网发电系统的暂态稳定性进行分析,探究直驱风机并网发电系统的失稳机理和暂态控制策略,从而提高系统的暂态稳定性,本文的主要内容和成果如下:针对直驱风机并网发电系统有多控制环节、多时间尺度相互耦合的特点,难以分析此类系统的暂态稳定性问题,本文提出暂态能量传递路径的研究方法。首先,本文对直驱风机系统进行合理地降阶,根据降阶系统中不同物理环节和控制环节把风机系统分成多个子系统,采用首次积分法构造出各子系统的暂态能量模型;其次,通过建立微分方程得到风机降阶系统各个子系统所对应的暂态分量,并基于每个子系统对应的暂态分量确定子系统所对应的暂态交互能量,最后,对各个子系统所对应的暂态交互能量进行分析,描绘风机系统中各个子系统之间的暂态能量传递路径,确定暂态能量汇聚环节,为风电场的控制策略提供理论基础。针对现有文献大多未考虑风机与风机之间、风机与电网之间的交互作用影响问题,本文在对直驱风机系统分析的基础上,考虑风电场内部各台风机之间和风机与电网之间的交互作用,构建直驱风电场的暂态能量模型,将直驱风电场暂态能量模型分为风机自身感应暂态能量、机间耦合暂态能量和风机与电网间的机网耦合暂态能量三部分能量,并详细推导这三部分暂态能量所对应的具体表达式;在此基础上,采用Lyapunov第二法分析这三部分暂态能量的变化规律,探究风电场风机接入距离、电压跌落幅度和锁相环控制参数对系统暂态稳定性的影响规律。针对现有研究未充分考虑直驱风电场风机和风机之间协同控制能力的问题,本文对风电场中各个子系统所对应的存储能量进行定量分析,推导每个子系统所对应的存储能量具体表达式,并基于Lyapunov第二法对每个子系统稳定性进行判定,分析控制参数对存储能量的影响;在此基础上,结合风电场中风机自身感应暂态能量、机间耦合暂态能量和机网耦合暂态能量,以风电场总存储能量最小为目标,依据参数影响规律制定相应的约束条件,建立带有多约束条件、多参数的协同优化模型对风电场进行全局优化,最终达到提高风电场暂态稳定性的目的。

关键词：直驱风机系统暂态稳定性暂态能量能量传递路径风电场

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航空发动机振动故障模拟及机匣测点优化

航空发动机振动故障模拟及机匣测点优化

作者：胡晓蕾华中科技大学

学位级别：硕士

通过各种类型的传感器实时采集飞行器在工作状态下的信号并进行智能故障诊断是航空领域发展的方向之一,状态监测与故障诊断系统的成功运用降低了飞机的失事概率。航空发动机是飞机最重要的组成部分,也是状态监测的重点,对于航空发动机而... 详细信息

通过各种类型的传感器实时采集飞行器在工作状态下的信号并进行智能故障诊断是航空领域发展的方向之一,状态监测与故障诊断系统的成功运用降低了飞机的失事概率。航空发动机是飞机最重要的组成部分,也是状态监测的重点,对于航空发动机而言,测点的优化布置在简化监测系统复杂性的同时可有效捕捉发动机转子故障特征,从而对保障故障诊断的成功率具有重要的现实意义。我国在航空发动机振动监测与故障诊断方面的研究相对于航空发达国家还比较落后,本论文以某航空发动机单、双转子试验器为研究对象,利用数值分析方法、测点优化理论和试验进行了研究。本文首先对有限元数值分析技术和测点优化理论与方法进行了介绍,然后分别对航空发动机单、双转子试验器建立了机匣-转子耦合模型并采用商用有限元软件对这两种模型进行了仿真和数值分析,获得了转子试验器的振型、临界转速以及不平衡故障状态下模型位移响应等结果,研究了转子不平衡故障响应特征,分别利用机匣密布测点优化法及结构功率流可视化方法确定单、双转子试验器机匣的测点方案,并对比两种测点优化方法特点及适用性,选择利用密布测点优化方法并确定了最终机匣测点布置方案。最后,通过单转子航空发动机试验器的转子不平衡故障模拟试验、松动故障试验以及碰摩故障试验结果验证了模型和计算结果的准确性以及上述方法的适用性。本论文工作及结论为航空发动机或燃气轮机振动故障的机匣测点优化问题研究提供了较好的借鉴和参考。

关键词：测点优化能量传递路径转子故障模拟航空发动机转子试验器机匣

驱动蛋白的能量转换过程——从ATP分子结合到颈链对接

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生命科学研究 2019年第5期23卷 425-430页

作者：马翼龙李铁吕丽娜耿轶钊纪青河北工业大学生物物理研究所中国天津300401 河北工业大学理学院中国天津300401 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室中国天津300401 河北工业大学电气工程学院中国天津300401

驱动蛋白是一种分子马达,同时也是一种核苷酸酶,它能够将ATP分子所携带的化学能转化为其沿微管蛋白行走的机械能,每消耗一个ATP分子行走一步。对于驱动蛋白如何将ATP的化学能转化为构象变化的机械能的研究一直是生物物理学研究的热点问... 详细信息

驱动蛋白是一种分子马达,同时也是一种核苷酸酶,它能够将ATP分子所携带的化学能转化为其沿微管蛋白行走的机械能,每消耗一个ATP分子行走一步。对于驱动蛋白如何将ATP的化学能转化为构象变化的机械能的研究一直是生物物理学研究的热点问题。本文从3个方面对此问题的研究进展进行了综述:ATP分子与驱动蛋白结合;ATP结合引起驱动蛋白头部产生转动;驱动蛋白头部转动引起驱动蛋白颈链向头部的对接。将这三个方面的内容合并起来就构成了驱动蛋白的能量传递路径。

关键词：驱动蛋白 ATP分子相互作用分子力学能量传递路径