发动机采用BOOST建模和与CRUISE联合仿真的研究
2010年(第32卷)第1期
汽 车 工 程A uto m oti v e Eng i neer i ng
2010(V o.l 32)N o .1
2010006
发动机采用BOOST 建模和与
CRU ISE 联合仿真的研究
*
*国家863计划节能与新能源汽车重大专项项目(2006AA 11A 128)资助。原稿收到日期为2009年2月24日,修改稿收到日期为2009年5月15日。
王存磊,殷承良,陈 俐
(上海交通大学,汽车电子控制技术国家工程实验室,上海 200240)
[摘要] 利用AVL 公司开发的B OO ST 软件可宏观地描述发动机的热力学过程且优化发动机的性能,而AVL 的CRU ISE 软件可调用BOOST 建立的发动机模型。在进行道路循环工况的仿真时,须对发动机全部工况点进行准确的标定。文中采用B OO ST 开发了发动机的仿真模型。通过调整节气门开度和燃烧模型参数,标定了发动机在多个转速和负荷点的转矩、功率和油耗,较好地模拟了发动机的动力性和经济性。最后基于ECE 循环工况,将此模型与CRU ISE 进行联合仿真,分析了发动机瞬态工况的动力性、油耗和NO x 排放等参数。
关键词:发动机;性能;仿真;标定;BOOST ;CRU ISE
A Study on Engi neM ode li n g w it h BOO S T and BOOST CRU ISE Co S i m ulati on
W ang Cunle,i Y i n Chengliang&Chen L i
Shangha i Jiaot ong Un i versit y,S t a te Lab of Auto m oti v e E lec t ronics E ng ineeri ng,Shanghai 200240
[A bstract] The ther m odyna m ics process can be described m acroscop ica lly w it h t h e so ft w are B OOST devel oped by AVL Co m pany ,and another soft w are CRU I SE ofAVL can call t h e eng i n e m odel bu iltw ith BOOST .I n si m ulati o n on the w orking po ints w ith r oad driving cycle ,a llw orking po i n ts of eng ine need to be accura tely calibrated .I n th is paper ,a si m u lation m odel for the engine is set up w ith BOOST,and by adj u sti n g throttle open i n g and the pa ra m eters o f co m bustion m ode,l t h e torque ,po w er and fue l consu m pti o n of eng i n e at a nu m ber of rotati o na l speeds and loads are ca li b rated ,and the pow er perfor m ance and fue l econo m y of eng ine can be better si m u lated .F i n ally a B OOST /CRU I SE co si m ulation on the m ode l is conducted w ith ECE cycle ,and the para m eters of pow er perfor m ance ,fue l consum ption and NO x e m issi o n of eng ine at transient conditi o ns are analyzed .
K eywords :engi n e ;perfor m ance ;si m ulation ;cali b ration ;BOOST;CRU ISE
前言
近年来国内已有许多学者对混合动力汽车控制策略进行了研究
[1]
。在混合动力汽车研发过程中,
基于循环工况的整车性能仿真有助于制定和测试混合动力策略,而整车循环工况仿真的准确性依赖于将各个关键零部件性能的仿真控制在允许误差范围之内。发动机参数的准确性直接影响了整个系统的动力性和经济性。AVL BOOST 软件可以近似地模拟发动机的工作过程
[2-3]
,对于混合动力汽车,发动
机工作点分布较广,因此要求发动机模型能够覆盖
尽量宽广的万有特性曲线区域。
AVL CRU I SE 软件是由AVL 公司开发的整车动
力性、经济性以及排放性能仿真软件,通过搭建模块化的模型,可以实现整车系统的快速开发,并且允许用户自定义控制策略,优化匹配动力系统。CRU I SE 软件具有与F l o w ers M aster [4]
、MATLAB /Si m ulink 及AVL BOOST 等软件的接口,可在后台调用这些软件开发出的模型进行联合仿真。与CRU I SE 软件自带的简易发动机模型相比,优点主要有:参数更加详细;使用变化的边界条件;基于负荷控制的瞬态过程
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模拟。对于汽油机可以通过控制节气门开度来控制喷油量[5]。文中开发了用于CRU I SE B OOST联合仿真的B OOST发动机模型,通过调整发动机关键参数,标定了发动机动力性及油耗万有特性。同时进行了基于ECE循环工况的联合仿真,验证了混合动力策略。
1 建模及边界条件确定
对自然吸气式多点进气道喷射四缸电控发动机进行建模,其基本参数如表1所示。BOOST发动机模型主要包括进排气系统模型、缸内模型和三元催化转化器模型。进排气系统各个部件都会对发动机的充气效率产生影响,从而影响发动机的油耗和动力性;发动机缸内模型主要为燃烧模型和传热模型。文中传热模型采用经验参数;由于实际的发动机标定软件中没有与燃烧模型参数相对应的参数,因此采用标定的方法确定燃烧模型参数。
表1 发动机基本参数
缸径/mm78 7
行程/mm77
排量/L1 498
压缩比9 8
最大功率/k W(转速/r m i n-1)69(6000)
峰值转矩/N m(转速/r m i n-1)128(3400)
1 1 进排气系统
进排气系统的设计参数主要包括各个部件的温度、压力、直径、长度、夹角以及流量系数等。主要的部件有空气滤清器、进气总管、进气歧管、节气门、排气歧管、排气总管、消声器和三元催化转化器。由于B OOST控件库中不包含节气门,因此采用阻力控件模拟节气门(通过控制其流量系数来模拟节气门的开度)。
1 2 缸内模型确定
从B OOST控件库中加入气缸控件,输入参数主要包括:基本参数、传热参数和燃烧参数。
基本参数包括缸径、行程、压缩比、连杆长度、活塞销偏置、凸轮型线、气门处流量系数、排气口初始条件和初始混合气成分等。
传热参数包括活塞、缸盖和缸套的温度、表面积以及传热模型的选择(W oschn i1978传热模型[6])。气缸内混合气向缸壁传热方程为
Q w i=A i w(T c-T w i)(1)式中Q wi为壁面传热量;A i为气缸内表面积; w为传热系数;T c为缸内气体温度;T w i为缸内壁温。
压缩行程传热系数为
w=130D-0 2P0 8c T-0 53
c C1C m+C2
V D T c1
P c1V c1
(P c-P c0)
0 8
(2)式中C1=2 28+0 308C u/C m,C u为周向速度,C m为活塞平均速度;C2=0 00622(非直喷发动机);D为缸径;P c为发动机缸内压力;T c为发动机缸内温度; V D为气缸容积;P c0为倒拖缸压;T c1、P c1、V c1分别为进气门关闭时缸内温度、压力和气缸容积。
燃烧参数对发动机的动力性和排放性能影响很大。单区V i b e函数是描述放热特性方便而有效的方法。燃烧模型选用单区V ibe模型[6],如式(3)所示,其主要参数包括燃烧始点、燃烧持续期、燃烧品质参数和参数a。
d x
d
=
a
c
(m+1)y m e-a y(m+1)
d x=
d Q
Q
y=
- 0
c
(3)
式中x为已燃燃油百分比;Q为燃烧总放热量; 为曲轴转角; 0为燃烧始点; c为燃烧持续期;m为燃烧品质参数;a为V ibe参数(a=6 9代表完全燃烧)。 0、 c和m均须通过ECU模块给定参数值。
1 3 ECU关键参数标定
在BOOST模型中,EC U模块读入控制参数,通过查表的方式输出控制参数。输入EC U模块的参数有发动机转速或负荷;ECU输出的是影响发动机动力性和燃油经济性的控制参数,包括节气门流量系数、燃烧始点、燃烧持续期和燃烧品质参数。
1 3 1 节气门流量系数
发动机的进气流量与节气门开度和节气门前后压差有关。B OOST没有直接提供节气门模型,因此选择阻力控件来模拟节气门,通过控制阀门的流量系数模拟节气门开度。阀门的流量系数与节气门开度呈非线性关系,因此通过进气压力找到它们之间的关系[7]。图1为基于试验数据的发动机转速 进气压力 节气门开度对应关系。
节气门流量系数标定步骤为:
(1)发动机在某一转速下稳定运转,根据已知的节气门全关和全开时的进气压力来调节阀门流量
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期
图1 发动机转速 进气压力 节气门开度关系
系数;
(2)进行同一转速下不同节气门开度对应的进气压力下的流量系数标定;
(3)对其它转速点按照上述方法依次标定。节气门流量系数直接影响进气量,从宏观上影响发动机动力性参数。以进气压力间接代表发动机负荷,可以得出在不同负荷和转速下节气门流量系数,如图2
所示。
图2 节气门流量系数
1 3
2 燃烧模型参数
采用单区V i b e 燃烧模型,其主要参数包括燃烧始点、燃烧持续期和燃烧品质参数。EC U 模块中需要输入燃烧始点。发动机标定参数中控制燃烧始点的为点火提前角,发动机转速越高,提前角越大,燃烧始点越提前;反之燃烧始点则推后。燃烧始点与发动机的点火提前角略有差异,但趋势相同,主要影响发动机动力性参数。燃烧始点如图3所示。
发动机转速低时,点火提前角小,用曲轴转角表示的燃烧持续期较短;反之燃烧持续期则长。燃烧持续期的范围一般为40~80!CA [8]
。在标定过程中发现,转速越高、负荷越大,则燃烧持续期越长,燃烧持续期曲线如图4所示。
燃烧品质参数m 决定了燃烧放热率曲线的形状。m 越小,则燃烧速度越快,
压力升高率和最大爆
图3
燃烧始点
图4 燃烧持续期
发压力越大,燃油消耗率和排温越低;m 越大,则燃烧速度越慢,后燃越严重,燃油消耗率和排温也越高[6]
。m 的范围一般为1 5~3[8]
。在标定过程中发现,燃烧品质参数m 对发动机油耗影响很大,其曲线如图5
所示。
图5 燃烧品质参数
1 3 3 参数标定的步骤
根据原发动机特性和文献[8],确定燃烧模型参数的范围和经验值。首先调节燃烧品质参数m ,
得到与原机大致相当的油耗,再调整燃烧始点直至发动机转矩和功率与原机相仿,要求误差小于8%,最后调整燃烧持续期对动力性和经济性参数进行匹配,然后按照此顺序反复调整至动力性和经济性指标误差小于5%。如果在标定过程中发现动力性参
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数无法达到原机水平,说明进气量不足或过多,应在调整节气门流量系数后,重新对燃烧模型参数进行标定。
首先标定外特性,再标定发动机常用的部分负荷工况,对于发动机很少达到的工况(如高速低负荷和低速高负荷点)或者过低转速等非稳态点,仿真结果的精度要求可适当放宽。由于CRU I SE 和BOOST 的接口为负荷信号,因此ECU 中的参数均以负荷信号作为自变量。ECU 模型中负荷标定点为0 3、0 4、0 6、0 8、0 9和1,转速标定点为1000、1300、1500、1900、2300、2500、3000、3500、4300、5000、5500和6000r/m i n ,从而保证了模型的精度。各个负荷点和转速点标定完毕后,对转速标定点和负荷标定点之间的点进行仿真结果的验证。
1 3 4 B OOST 发动机拓扑结构
图6为配置完毕的BOOST 发动机模型。?R1#为阻力模块,通过限制其流量系数来模拟节气门开度;ECU 模块与阀门模块和气缸相连,则在ECU 内部可定义输入参数和控制参数。ECU 中两种控制模式为发动机负荷信号模式和期望转速模式。在与CRU I SE 进行联合仿真时,
选择负荷信号模式。
图6 B OO S T 发动机拓扑结构
在CRU I SE 中调用B OOST 发动机模型进行联合仿真,尤其是在混合动力汽车动力系统研发过程中,发动机模型的转矩、功率和油耗的准确性直接影响到整车的动力性和燃油经济性,并且由于混合动力发动机工作点分布区域范围较传统发动机更宽,因此需要验证整个转矩和油耗万有特性。
2 联合仿真结果分析
进行CRU ISE B OOST 联合仿真,除搭建BOOST 发动机模型和CRU I SE 系统模型外,还须在CRU I SE 中设置环境变量和接口。接口设置包括在BOOST 发动机模型中设置B OOST 计算内核文件(boos.t dll)的路径以及模型文件(.bst 文件)。CRU I SE 和BOOST 计算交替进行,在每一个时间步长内,CRU I SE 将即时需求发动机转速和负荷信号传递给BOOST,而B OOST 则将计算出的发动机转矩和油耗返回给CRU I SE 。
2 1 油耗万有特性仿真分析
图7为JL479QA 发动机万有特性试验数据与仿真数据对比。从图中可以看出,仿真数据与试验数据比较接近,发动机油耗经济区(B e ?260g /(k W h))为:发动机转速1000~4000r /m i n ,发动机转矩在75~115N m 之间,属于中高负荷。发动机常用工况点基本处于中低负荷(转速为1000~3500r /m i n ,转矩为20~70N m,功率为10~30k W ),油耗较高。在强混合动力汽车中,在低速小负荷工况,应尽量减少发动机工作,而以纯电动模式运行,
可有效地降低油耗和排放。
图7 油耗万有特性对比
2 2 基于ECE 循环工况的联合仿真
图8为BOOST CRU I SE 联合仿真环境,电动/发电一体化电机(I SG)固定在发动机曲轴输出端,ISG 作为辅助动力源,由电池供电,配合CVT 自动变速器,
实现与发动机动力耦合。
图8 BOO ST CRU ISE 联合仿真环境
为了考察此混合动力汽车的动力性、经济性及NO x 排放特性,对整车模型以ECE 循环工况进行仿真。ECE 循环工况主要模拟城市路况,汽车频繁起停,其典型参数如表2所示,仿真结果如图9所示。
表2 ECE 循环工况典型参数
时长/s 195距离/m 999最大车速/k m h -150平均车速/k m h -1
18 26怠速时间/s 64驻车次数
3
如图9(a)所示,整车进行了3次起步、加速和减速过程,最高车速分别为15、30、50km /h ,总共行
驶999m,由于采用无级变速,传动比变化平稳,降低了离合器结合时的冲击造成动力性及排放的不确定性,有利于增加模型准确性。
发动机在驻车时停机,对应油耗及NO x
排放为零。在城市路况,发动机只在车辆起步时启动,以弥补电机转矩的不足。整个测试循环有3次启动 加速过程,由图9(b)可以看出,每次启动 加速都存在1~2次发动机转速抖动,原因是启动过程中发动机与电机均输出转矩,转矩耦合不平顺导致转速波动,对应车速也存在波动。
高温富氧环境有利于NO x 生成,且NO x 受空燃
图9 基于ECE 循环工况的发动机参数
比影响很大。对于汽油机,在负荷(节气门开度)一定时,NO x 直接受喷油量影响,在失火界限范围以内,供油量越大,缸内温度越高,NO x 排放越高,同时平均有效压力也越大,即转矩也越大。由图9(c)可以看出,NO x 排放跟随发动机转矩变化。动力系统在整个测试循环中大致分为4种工况:驻车、加速助力、纯电动行驶和减速充电。发动机只在启动及加速时工作。在车速较低的稳态路况,汽车以纯电动模式运行。减速时,电机给电池充电(此时电池电量未达充电上限),发动机关闭并且被倒拖。
基于ECE 循环工况的强混合动力汽车100km 综合油耗为4 5L ,NO x 排放为0 145g /k m,较低的油
(下转第36页)
6 结论
(1)试验表明,Burner能在发动机较大工况范围内使排气温度快速加热到550%以上,保证DPF 可靠再生;耗能少,加热均匀,成本低,系统集成性高;该装置对发动机经济性和动力性最大影响均在5%以内。
(2)采用主动(Burner)加被动(DOC)的复合再生方式,实现了在发动机所有稳态工况下DPF的可靠再生。
(3)采用了基于排气背压的控制策略,同时考虑了温度对背压的修正;引入排气质量流量,将复杂的三维MAP变成简单的?背压&排气流量#二维关系式;在保证DPF可靠再生的情况下,提出恒温定时控制的方法,一定程度上简化了控制的复杂性。
(4)将催化器和捕集器看做一个整体,再生时,认为DPF径向边缘和中心的温度峰值所对应的平均时间差为完全再生时间,确定为10m in(挂烟量为5g/L时);DPF内温度场采用反馈控制,试验确定DOC前端面( 面)温度区间为300~650%,在尽可能降低后处理系统能量消耗的同时,又保证了DPF 可靠完全再生。
参考文献
[1] 杨世铭,陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社,1998.
[2] Pau l Zel enka.Devel opm ent of a Full F l o w Burner DPF Syste m f or
H eavy Duty D ieselE ngi nes[C].SAE Paper2002-01-2787.
[3] 毛华永,李国祥,王伟,等.车用燃油加热器燃烧性能的试验研
究[J].汽车工程,2006,28(12):1136-1138.
[4] 资新运,宁智,张春润,等.柴油车微粒捕捉器再生控制策略
[J].内燃机学报,2002,20(2):106-110.
[5] 资新运,郭猛超,蔡强,等.柴油机后处理系统一维数值模拟
[J].车用发动机,2009,28(12):1136-1138.
[6] N i shan t S i ngh,Johnson John H,Park er Gordon G,et a.l Veh icle
Eng i ne A ftertreat m ent Syste m S i m u l ati on(VEASS)M ode:l App li
cation to a C on trols Desi gn S trategy f or A cti ve Regenerati on of a
C atal yzed Particulate F ilt er[C].SAE Paper2005-01-0970.
[7] Naoh isa Ohya m a,T o m oh i ko Nak an i sh,i Sh i gek iDa i do.Ne w C on
cep t C at a l yz ed DPF for Esti m ati ng Soot Load i ngs fro m Press ure Drop[C].SAE Paper2008-01-0620.
[8] W u rzenberger Johann C.S i m u l ati on of Exhaust Gas A ftertreat m ent
S yste m s Ther mal B ehavior Duri ng D ifferent Operati ng Cond iti ons
[C].SAE Paper2008-01-0865.
(上接第30页)
耗来自于以下几方面:(1)发动机只在启动及加速时工作,时间短,且负荷较小,NO x排放很少,对降低油耗贡献很大;(2)采用C VT传动,避免了换挡过程中空燃比变化对NO x排放的影响,同时发动机工作点可以尽量靠近经济油耗区,优化了发动机工况;
(3)制动能量回收相当于提高发动机热效率。制动能量回收时发动机停机使得回收效率增大,同时降低了油耗和排放。
3 结论
通过对发动机实体及三维模型进行测绘,在B OOST中确定了发动机进排气系统和内部主要零部件的尺寸。缸内燃烧和传热直接影响发动机的动力性和经济性,缸内模型采用单区V i b e燃烧模型和W oschn i1978传热模型。
添加了EC U模块,通过ECU对节气门流量系数及发动机燃烧模型参数(燃烧始点、燃烧品质参数和燃烧持续期)进行控制。详细分析了各个参数对发动机性能的影响。根据发动机试验所得的万有特性曲线,综合标定了转矩、功率和油耗。
将建立的BOOST发动机模型应用于ECE循环工况的BOOST CRU I SE联合仿真,着重分析了循环中发动机工况变化、经济性及NO
x
排放特性。结果证明,与CRU I SE简单发动机模型相比,BOOST发动机模型能更为准确地模拟瞬态过程,数据更为精确,可以更好地指导控制策略的修改。
参考文献
[1] 张彤,朱磊,袁银南.基于CAN的混合动力汽车监控平台开发
[J].汽车工程,2008,30(6):496-500.
[2] 葛蕴珊,张宏波.基于发动机热力过程的汽车排气消声器设计
[J].汽车工程,2004,26(3):276-278.
[3] 温苗苗,吕林,汪国华.CNG发动机工作过程的一维数值模拟
[J].武汉理工大学学报,2007,31(3):476-479.
[4] S a mhaber C,W i m m er A,Loi bner E,et a.l Analys i s of t h e Veh i
cl e Perfor m ance U si ng Trans i en t C o S i m u lati on Techn i ques[C].
2002年自动车技术会春季大会学术讲演会,横浜,日本,2002.
[5] R egner G,Loi bner E,K ra mm er J,et a.l Anal ys i s of Transient
Dri ve Cycl es U sing CRU I SE BOOST Co S i m u l ation T echn i ques
[C].SAE Paper2002-01-0627.
[6] AVL BOOST U s ergu i d e[M].Au stri a:AVL L i st GmbH,2006.
[7] 项里程,帅石金,王建昕.电喷汽油机瞬态加速工作过程的数值
模拟[J].车用发动机,2002(4):30-33.
[8] 朱访君,吴坚.内燃机工作过程数值计算及其优化[M].北京:
国防工业出版社,1997.
汽车发动机的发展与新技术分析
汽车发动机的发展与新技术分析 【摘要】本文对汽车发动机技术现状进行了概述，并从三缸涡轮增压发动机、柴油发动机配电子涡轮、汽油机这三个方面就汽车发动机新技术做了举例说明。最后对汽车发动机发展新技术做了展望。 【关键词】汽车发动机;发展现状;新技术 一、发动机技术现状 自90年代出现第一台内燃机以来，内燃机作为汽车动力装置已经有一百五十多年的历史了。随着科技的飞速发展，汽车发动机技术经过了三次历史变革。在第一次历史变革中，汽车发动机的燃料由最初的煤气更变为石油燃料（如柴油、煤油、汽油等）;在第二次历史变革中，汽车发动机实现了工业化生产;在第三次历史变革中，汽车发动机与电子技术实现了结合。当前，电子控制技术在汽车发动机中得到了广泛的应用，例如配气机构、燃料供给等。科技的日新月异使得汽车发动机新技术层出不穷。 二、汽车发动机新技术 （一）三缸涡轮增压发动机 1.PSA 1.2THP发动机 在2014年北京车展上，标致汽车展台为大家带来了一个小家伙——1.2THP 发动机。目前该发动机已在神龙集团襄阳发动机工厂生产，未来将在东风标致以及雪铁龙旗下多款车型中应用。 这台1.2THP三缸涡轮增压直喷发动机采用了全铝机身轻量化设计，同时加入了平衡轴设计，降低发动机的整栋以及噪音。最后，凭借涡轮增压、缸内直喷以及进排气门双可变正时技术，使得这台精油1.2L排量的的发动机最大功率达到了100KW，最大扭矩也达到了230Nm.这一数据接近一台1.8L自然吸气发动机的数据了。 在配气方面，1.2THP发动机采用双顶置凸轮轴，并且拥有进排气双连续可变正时技术与涡轮增压相辅相成的还有缸内直喷技术，采用高压油泵将提供200Bar压力的喷油压力。 2.雷诺Energy TCe 90发动机 作为法系车的另一个代表，雷诺在2014年的法国车展上展示了旗下的三缸发动机。雷诺一直是最稳定的引擎供应商，雷诺Energy TCe 90发动机从F1赛场上借鉴了不少经验。
开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》
基于Matlab/Simulink 的BOOST电路仿真 姓名： 学号： 班级： 时间：2010年12月7日
1引言 BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。 图1BOO ST 电路的结构 2电路的工作状态 BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。 (a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断) (c) 开关状态3 (电感电流为零) 图2BOO ST 电路的工作状态
3matlab仿真分析 matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示,其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。 图3BOO ST 电路的PSp ice 模型 3.1电路工作原理 在电路中IGBT导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当IGBT关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断IGBT导通是，电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为: （3-1） 式（3-1）中T为开关周期, 为导通时间，为关断时间。
Buck-Boost电路建模及分析
题目：Buck-Boost电路建模及分析 摘要：作为研究开关电源的基础，DC-DC开关变换器的建模分析对优化开关电源的性能和提高设计效率具有重要意义。而Buck-Boost电路作为DC-DC开关变换器的其中一种电路拓扑形式，因其输出电压极性与输入电压相反，而幅度既可比输入电压高，也可比输入电压低，且电路结构简单而流行。 为了达到全面而深入的研究效果，本文对Buck-Boost电路进行了稳态分析和小信号分 析。稳态分析中，首先介绍了电路工作原理，得出了两种工作模式下的电压转换关系式， 并同时可知基于占空比怎样计算其输出电压以及最小最大电感电流和输出纹波电压计算公 式；接着推导了状态空间模型，以在MATLAB中进行仿真；而最后仿真得到的电感电流、输 出电压的变化规律符合理论分析。小信号分析中，首先推导了输出与输入间的传递函数表 达式，以了解低频交流小信号分量在电路中的传递过程；接着分析其零极点，且仿真绘制 波特图进行了验证。 经过推导与研究，稳态分析和小信号分析下仿真得到的变化规律均与理论上的推导一 致。 关键词：Buck-Boost；稳态分析；小信号分析；MATLAB仿真
1.概论 现代开关电源有两种：直流开关电源、交流开关电源。本课题主要介绍直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源，如市电电源或蓄电池电源，转换为满足设备要求的质量较高的直流电源，即将“粗电”转换为“精电”。直流开关电源的核心是DC-DC变换器。 作为研究开关电源的基础，DC-DC开关变换器的建模分析对开关电源的分析和设计具有重要意义。DC-DC开关变换器最常见的三种电路拓扑形式为：降压(Buck)、升压(Boost)和降压-升压(Buck-Boost) [1]，如图1-1所示。其中Buck-Boost变换器因其输出电压极性与输入电压相反，而幅度既可比输入电压高，也可比输入电压低，且电路结构简单而流行。 (a) Buck型电路结构 (b) Boost型电路结构 (c) Buck-Boost型电路结构 图1-1 DC-DC变换器的三种电路结构 本课题针对Buck-Boost变换器的建模分析进行深入研究，以优化开关电源的性能和提高设计效率。
汽车四缸发动机建模及仿真
本科生毕业论文（或设计）（申请学士学位） 论文题目汽车四缸发动机建模及仿 真 作者姓名Q Q:1006025275 所学专业名称 指导教师 年月日
目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。Abstract ........................................................................................................... 错误！未定义书签。引言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。1发动机曲轴活塞机构的概况及研究的意义和内容.................................. 错误！未定义书签。 1.1国内、外现状概况........................................................................... 错误！未定义书签。 1.2现状分析........................................................................................... 错误！未定义书签。 1.3论文研究的目的和意义................................................................... 错误！未定义书签。 1.4论文研究的主要内容....................................................................... 错误！未定义书签。2单缸发动机活塞连杆机构的概述.............................................................. 错误！未定义书签。 2.1汽车发动机活塞连杆机构的简化................................................... 错误！未定义书签。 2.2汽车发动机活塞连杆机构的数学建模........................................... 错误！未定义书签。 2.1.1活塞连杆机构的运动分析.................................................... 错误！未定义书签。 2.1.2建立机构的数学模型方程.................................................... 错误！未定义书签。 3 基于Solidworks的汽车发动机活塞机构的三维建模............................. 错误！未定义书签。 3.1 Solidworks简介 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3.2汽车发动机活塞连杆机构三维实体模型建立实现....................... 错误！未定义书签。 3.3三维建模的基本假设和步骤........................................................... 错误！未定义书签。 3.4各子结构的三维实体模型的建立................................................... 错误！未定义书签。 3.4.1缸体模型简化........................................................................ 错误！未定义书签。 3.4.2活塞子结构............................................................................ 错误！未定义书签。 3.4.3连杆子结构的建模................................................................ 错误！未定义书签。 3.4.4曲轴子结构的建模................................................................ 错误！未定义书签。 3.5汽车发动机活塞连杆机构虚拟装配............................................... 错误！未定义书签。 3.5.1组装连杆................................................................................ 错误！未定义书签。 3.5.2汽车发动机虚拟装配............................................................ 错误！未定义书签。 4 基于SolidWorks的活塞运动学仿真........................................................ 错误！未定义书签。 4.1 运动仿真概述.................................................................................. 错误！未定义书签。 4.2活塞仿真过程................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.1进入SolidWorks仿真界面................................................... 错误！未定义书签。 4.2.2 机构的设置........................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.3活塞的运动仿真.................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.4活塞的运动分析.................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.5仿真结果与理论数学分析结果比较.................................... 错误！未定义书签。小结 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。致谢 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。参考文献......................................................................................................... 错误！未定义书签。
BOOST电路方案设计
项目名称基于PWM控制BOOST变换器设计 一、目的 1 ?熟悉BOOST变换电路工作原理，探究PID闭环调压系统设计方法。 2 ?熟悉专用PWM控制芯片工作原理， 3?探究由运放构成的PID闭环控制电路调节规律，并分析系统稳定性。 二、内容 设计基于PWM控制的BOOST变换器，指标参数如下： 输入电压：9V?15V; 输出电压：24V，纹波＜1%; 输出功率：30W 开关频率：40kHz 具有过流、短路保护和过压保护功能，并设计报警电路。 具有软启动功能。 进行Boost变换电路的设计、仿真（选择项）与电路调试 三、实验仪器设备 1 ?示波器 2 .稳压电源 3 ?电烙铁 4. 计算机 5. 万用表 四、研究内容 （一）方案设计 本设计方案主要分为4个部分：1）Boost变换器主电路设计；2）PWM控 制电路设计；3）驱动电路设计；4）保护电路设计。系统总体方案设计框图如图 1.1所示。
1 ?主电路参数设计[1,2] 电路设计要求：输入直流电压9~15V ，输出直流电压24V ，输出功率30W , 输 出纹波电压小于输出电压的1%,开关频率40kHz , Boost 电路工作在电流连续 工作 模式（CCM ）。 Boost 变换器主电路如图1.2所示，由主开关管Q 、电感L 、滤波电容C 、功率 二极管VD 和负载R 组成。 1）电感计算 忽略电路损耗，工作在CCM 状态，根据Boost 电路输出电压表达式可得PWM 占空比： 艮卩,0.375 乞 D 乞 0.625 。 D max 八十十齐0.625 图1.1系统总体方案设计框图 图1.2 Boost 变换器主电路
基于MATLAB的Boost电路仿真
知识就堤力量— 基于Matlab 的Boost 电路仿真 姓名: 学号: 班级:
知识就堤力量 1、前言 由于DC/DC开关电源具有高效率，高功率密度和高可靠性等优点，越来越广泛地应用于通信、计算机、工业设备和家用电器等领域。在近几十年里，开关电源技术得到了长足的发展。在很多场合下，需要从低压电源变换到高压电源，Boost变换器是最基本，也是最常用的一种变换器。 在电力电子系统的研究中，仿真研究由于其高效、高精度及高的经济性与可靠性而得到大量应用。近二十年来，仿真已逐渐成为电力电子技术研究的有力工具。Matlab语言的强大仿真功能和方便性受到广大使用者的广泛爱好。本文对Boost变换器电路进行简单的介绍，采用Matlab来完成建模和仿真。 2、Boost电路的工作状态 Boost变换器的电路结构如下图所示: iT. n Boost电路的结构 ⑻开关状态1 （S闭合）（b）开关状态2 （S关断）
3、Matlab 仿真分析 Matlab 是一种功能强大的仿真软件，它可以进行各种各样的模拟电路和数 字电路仿真，并给出波形输出和数据输出，无论对哪种器件和哪种电路进行仿真， 均可以得到精确的仿真结果。采用 Matlab 仿真分析方法，可直观、详细的描述 Boost 电路由启动到达稳态的工作过程，并对其中各种现象进行细致深入的分 析，便于我们真正掌握Boost 电路的工作特性。仿真图如下所示： 电路工作原理： 在电路中IGBT 导通时，电流由E 经升压电感L 和V 形成回路，电感L 储能; 当IGBT 关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而 在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断 IGBT 导通是，电容的放电 回路。调节开关器件V 的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。 4- Vo |t\a ?E MeJsnuramQ Stfi?RLC Ewnch HR ltd g e Sours I ll c —— ScQpe (c)开关状态3 (电感电流为零) Scoptl V Current Measurement Diode KDT Cm rue nt Measuremehti C T
Buck-Boost变换器的设计与仿真
1 概述 直流-直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。其中，直接直流变流电路又叫斩波电路，它包括降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper)、升降压斩波电路（Buck/Boost）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路共六种基本斩波电路。Buck/Boost升降压斩波电路同时具有Buck斩波电路和Boost斩波电路的特点，能对直流电直接进行降压或者升压变换，应用广泛。本文将对Buck/Boost升降压斩波电路进行详细的分析。
V E U L C U O V i 1 i 2i L R VD L V E U L C U O V i 1 i 2 i L R VD L V E U L C U O V i 1 i 2 i L R VD L 2 主电路拓扑和控制方式 2.1 Buck/Boost 主电路的构成 Buck/Boost 变换器的主电路与Buck 或Boost 变换器所用元器件相同，也由开关管、二极管、电感、电容等构成，如图1所示。与Buck 和Boost 不同的是电感L 在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压极性相反。开关管也采用PWM 控制方式。Buck/Boost 变换器也由电感电流连续和断续两种工作方式，但在实际应用中，往往要求电流不断续，即电流连续，当电路中电感值足够大时，就能使得电路工作在电流连续的状态下。因此为了分析方便，现假设电感足够大，则在一个周期内电流连续。 图2-1 Buck/Boost 主电路结构图 电流连续时有两个开关模态，即V 导通时的模态1，等效电路见图2（a ）；V 关断时的模态2，等效电路见图2（b ）。 （a ）V 导通 （b ）V 关断，VD 续流 图2-2 Buck/Boost 不同模态等效电路
开源大数据查询分析底层技术三大基石引擎现状_光环大数据培训
https://www.360docs.net/doc/f55974442.html, 开源大数据查询分析底层技术三大基石引擎现状_光环大数据培训 大数据查询分析是云计算中核心问题之一，自从Google在2006年之前的几篇论文奠定云计算领域基础，尤其是GFS、Map-Reduce、 Bigtable被称为云计算底层技术三大基石。GFS、Map-Reduce技术直接支持了Apache Hadoop项目的诞生。Bigtable和Amazon Dynamo直接催生了NoSQL这个崭新的数据库领域，撼动了RDBMS在商用数据库和数据仓库方面几十年的统治性地位。FaceBook的Hive项目是建立在Hadoop上的数据仓库基础构架，提供了一系列用于存储、查询和分析大规模数据的工具。当我们还浸淫在GFS、Map-Reduce、 Bigtable 等Google技术中，并进行理解、掌握、模仿时，Google在2009年之后，连续推出多项新技术，包括：Dremel、 Pregel、Percolator、Spanner和F1。其中，Dremel促使了实时计算系统的兴起，Pregel开辟了图数据计算这个新方向，Percolator使分布式增量索引更新成为文本检索领域的新标准，Spanner和F1向我们展现了跨数据中心数据库的可能。在Google的第二波技术浪潮中，基于Hive和Dremel，新兴的大数据公司Cloudera开源了大数据查询分析引擎Impala，Hortonworks开源了 Stinger，Fackbook开源了Presto。类似Pregel，UC Berkeley AMPLAB实验室开发了Spark图计算框架，并以Spark为核心开源了大数据查询分析引擎Shark。由于某电信运营商项目中大数据查询引擎选型需求，本文将会对Hive、Impala、Shark、Stinger和Presto这五类主流的开源大数据查询分析引擎进行简要介绍以及性能比较，最后进行总结与展望。Hive、Impala、Shark、Stinger和Presto的进化图谱。 2 图1. Impala、Shark、Stinger和Presto的进化图谱 当前主流引擎简介
BOOST电路设计及matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真 一、设计要求 1.输入电压（VIN）:300V（+-20％） 2.输出电压（VO）:410V 3.输出功率（PO）:10kw 4.电压纹波：≤1％ 5.开关频率设置为10KHz 输入电压在240—360V范围变化时，稳态输出能够保持在410V。根据设计要求表明需要设计一个升压电路即Boost电路。Boost电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。 同时，也需设计一个闭环控制电路，当输入电压变化时，能准确的跟踪电压变化，改变PWM 电压占空比，以稳定输出电压。 二、主电路设计 图1主电路 2.1 Boost电路的工作原理 Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当IGBT开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当IGBT断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。 Boost升压电路的二极管主要起隔离作用，即在IGBT开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在IGBT管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。 接下来分两部分对Boost电路作具体介绍即充电过程和放电过程。 充电过程
BOOST电路pid和fuzzy闭环控制仿真
1.设计要求 （1）输入电压范围为50-98V ，输出电压为100V ，额定负载下输入电流20A ； （2）纹波（峰峰值）不超过1%； （3）在75V 输入条件下效率大于96%。 2.boost 电路拓扑和各参数值 电感参数计算：选定输入电压为75V 来计算各参数，此时稳态占空比为0.25，输出电压为100V ，开关频率为100KHz 。 为保持输出电流连续，设电容电流增量为I oc ，应有I oc
3.PID 控制器的boost 电路仿真 用PID 控制器控制的闭环boost 电路的原理图如图3.1所示 图3.1 PID 控制的闭环boost 电路原理图 经过小信号建模可得开环传递函数为 2 '22 '')/()1()(D s R L LCs R D sL U D s G o vd ++- = 代入数据可得 1 1056.31078.1s 1074.434.13375.0)10/1020(105001020)1075.010201(10075.0)(62842 62 666 +?+??-= +?+???????-??=-------s s s s s s G vd 在matlab 中输入下面的程序作出bode 图3.2 num=[-4.74e-4 133.34]; den=[1.78e-8 3.56e-6 1]; margin(num,den);
BuckBoost电路建模及分析
题目：BuckdBoost电路建模及分析 摘要：作为研究开关电源的基础，DCTC开关变换器的建模分析对优化开关电源的性能和提高设计效率具有重要意义。而BucMoost电路作为DCTC开关变换器的其中一种电路拓扑形式，因其输出电压极性与输入电压相反，而幅度既可比输入电压高，也可比输入电压低，且电路结构简单而流行。 为了达到全面而深入的研究效果，本文对Buck^oost电路进行了稳态分析和小信号分析。稳态分析中，首先介绍了电路工作原理，得出了两种工作模式下的电压转换关系式，并同时可知基于占空比怎样计算其输出电压以及最小最大电感电流和输出纹波电压计算公式；接着推导了状态空间模型，以在M ATLAB中进行仿真；而最后仿真得到的电感电流、输出电压的变化规律符合理论分析。小信号分析中，首先推导了输出与输入间的传递函数表达式，以了解低频交流小信号分量在电路中的传递过程；接着分析其零极点，且仿真绘制波特图进行了验证。 经过推导与研究，稳态分析和小信号分析下仿真得到的变化规律均与理论上的推导一致。 关键词：BuckHBoost；稳态分析；小信号分析；MATLAB仿真
1 ?概论 现代开关电源有两种：直流开关电源、交流开关电源。本课题主要介绍直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源，如市电电源或蓄电池电源，转换为满足设备要求的质量较高的直流电源，即将“粗电”转换为“精电”。直流开关电源的核心是DC4)C变换器。 作为研究开关电源的基础，DCTC开关变换器的建模分析对开关电源的分析和设计具有重要意义。DCTC开关变换器最常见的三种电路拓扑形式为：降压(Buck)、升压(Boost)和降压THE (BuckdBoos 泌］,如图1-1所示。其中BucMoost变换器因其输出电压极性与输入电压相反，而幅度既可比输入电压高，也可比输入电压低，且电路结构简单而流行。 (a) B uck型电路结构 (b) Boost型电路结构 (c) B uckHB oost型电路结构 图1-1 DCTC变换器的三种电路结构
大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析
第23卷第6期2008年6月 航空动力学报 Journal of Aerospace Pow er Vol.23No.6 J une 2008 文章编号:100028055(2008)0620976205 大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析 刘大响1,金 捷2,彭友梅1,胡晓煜3 (1.中国航空工业第一集团公司科技委,北京100012; 2.北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心,北京100083; 3.中国航空工业第一集团公司发展研究中心,北京100012) 摘 要:对军民用大涵道比涡扇发动机的现状和发展趋势等进行了阐述,从国家大型飞机工程的战略目标、大型飞机发动机的重要性和市场前景等方面,对我国大涵道比涡扇发动机的需求、现状和差距进行了初步分析,简要介绍了我国大涵道比涡扇发动机的总体方案,提出了发展我国大涵道比涡扇发动机的主要关键技术,并分别从大涵道比涡扇发动机、国际合作、材料工艺试验条件建设等方面,简要论述了关键技术解决途径与措施建议. 关 键 词:大涵道比涡扇发动机;综述;需求分析;关键技术;措施途径中图分类号:V231 文献标识码:A 收稿日期:2007208209;修订日期:2008204208 作者简介:刘大响(1937-),男,湖南祁东人,教授、博导、工程院院士,主要研究方向:发动机发展战略、发动机总体、稳定性分析 和评定、发动机数值仿真技术等. Summarization of development status and key technologies for large airplane engines L IU Da 2xiang 1,J IN Jie 2,PEN G Y ou 2mei 1,HU Xiao 2yu 3 (https://www.360docs.net/doc/f55974442.html,mittee of Science and Technology of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China ; 2.Aeroengine Numerical Simulation Research Center , Beijing University of Aeronautics and Ast ronautics ,Beijing 100083,China ;3.Develop ment and Research Center of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China )Abstract :The develop ment stat us and trends of military and civil high bypass pressure ratio (BPR )t urbofan engines for large airplanes has been summarized in t he paper.In t he as 2pect s of st rategical goals ,importance and marketing foreground of t he high BPR t urbofan engines for national large airplanes engineering in China ,t he requirement s ,stat us and gap s of high BPR t urbofan engines in China have been analysis briefly as well as t he int roduction of t he overall engine scheme for t he high BPR t urbofan engines wit h t he main key technolo 2gies for t he engines.In terms of military and civil high BPR t urbofan engines technologies ,international cooperation ,materials and techniques and test facilities ,some suggestion and app roach have been discussed for t he technical challenges wit h t he develop ment of high BPR t urbofan engines in China. K ey w ords :highbypass pressure ratio (BPR )t urbofan engine ;summarization ; requirement s ;key technologies ;app roach
涡喷涡扇发动机控制系统建模与仿真实验报告
涡喷涡扇发动机控制系统建模与仿真实验报告姓名：学号：班级：时间成绩： 一“涡喷发动机控制系统建模与仿真实验”实验报告 1 地面试车实验 海平面温度：高度：0Km 2 空中试车实验 弹道： 1 海平面温度：0度高度：9Km 马赫数：转级状态：95%
二“涡扇发动机控制系统建模与仿真实验”实验报告
三 思考题答卷（在此请回答思考题） 1) 该涡喷发动机控制系统建模仿真实验台建立的是何种发动机数学模型 该发动机是一种小型、单轴不加力、各几何参数不可调的涡轮喷气式发动机。 2) 发动机稳态模型和动态模型的区别是什么发动机工作状态有哪些 稳态模型：定常；动态模型：非定常 状态： 最大 m ax n =5015022000+- 转/分 额定： ±转/分 80%： ±转/分 慢车： ±转/分 3) 试写出涡喷发动机稳态模型计算中的共同工作方程 const = 4) 发动机动态模型中微分方程常用的数值解法有哪些各自优缺点是什么常微 分方程解法有欧拉法、改进欧拉法和龙格－库塔法。欧拉法简单，计算速度快，但精度不高。龙格－库塔法精度高，但算法复杂，计算时间长。改进欧拉法是一种折中方案。 5) 阐述牛顿－拉夫逊方法解非线性方程组的原理。 定义残量(1,2,3)i z i =如下： 1T m C z P P η=- 233z =-????计算特性图 355z A A =-计算 收敛条件(1,2,3)i z i ε≤=。 若用向量X 表示3个试取值
123(,,)T X x x x = 用向量Z 表示3个残量，即 123(,,)T Z z z z = 显然残量Z 是试取值向量X 的函数 ()Z F X = 这是多元非线性方程组。确定共同工作点，就是求解方程组 ()0F X = 6) 涡喷发动机稳态工作时采用何种控制计划外界干扰主要指的是什么当飞行 条件变化时，为什么能够保证发动机转速不变 闭环负反馈调节；马赫数，飞行高度，气流偏角，等 7) 试车中超调量、调节时间和调节精度是如何定义的
发动机排放技术的应用分析开题报告
毕业设计开题报告 题目发动机排放技术的应用分析学生姓名 xxx 学号 xxxx 所在院(系) 机械工程学院 专业班级 xxx 指导教师 xxx 2015年3月19日
型发动机、应用磁化等技术使燃料燃烧更充分；采用多级喷油和多气门技术等。 机外控制法。采用低污染动力装置和促进燃烧完全的各种措施是解决排气净化的根本措施，但还需要作大量工作，而且对于正在使用的汽车很难采用，在现有发动机的基础上加装净化装置是一种比较可行的方法，而对这种排气净化装置的要求是：对发动机性能影响很小，且结构简单，体积小，重量轻，使用方便，寿命长，目前的方法有二次空气喷射法、在排气出口加装热反应器、或加装催化转换装置、采用后燃法等。 发动机稳态排放特性 发动机排放污染物的浓度是随发动机的工况(负荷与转速)变化的，各种排气污染物（CO、HC等）的排放量随发动机运转工况参数如转速、平均有效压力等的变化规律，称为发动机的排放特性。发动机有害排放物对大气污染的程度，不仅取决于其排放浓度，而且还取决于其质量排放量。 发动机的瞬态排放特性 发动机的转矩和角速度随时间迅速变化的工况，称为发动机的瞬态工况。汽车的冷态及热态起动、加速、行驶时负载突然增加的工况，都是典型的瞬态工况，在这种工况下，其转速和负荷不断的变化，发动机各部件的温度以及工作循环参数也在不断的变化，此时发动机的排放与稳态工况有很大的不同。影响汽车瞬态排放特性的有起动工况、加减速工况、怠速工况等。 试验设备介绍：本次汽车排放试验，所用的排放、测试、分析设备。包括: (1)AVL一ZOLINER底盘测功机系统。它由控制计算机(MMI)、AVL一ZOLINER底盘测功机、跟踪风机、司机助和测量控制柜等设备组成; AvL一zoLLNER底盘测功机系统。 AVL一ZOLLNER底盘测功机不仅可以满足欧洲经济委员会(ECE)的标准,也可以满足 美国环境保护局(EPA)的招标技术规格。它采用了48英寸直线型单转鼓式的设计模式, 转鼓表面喷涂铬钢;基础惯量为1360kg,最大测量速度为20k0m/h,所允许的被测车辆的 最大轴重为30O0kg;采用直流电力(DC)测功机技术,可用于前轮或后轮驱动双轴机动车 的排放和性能测试。 (1)AvL一ZOLLNER底盘测功机的测量控制单元由测量控制柜(RRR)和控制计算机（MMI）组成,由高精度的数字脉冲发生器确定转鼓的速度,通过控制柜中的控制计算机的脉冲频率来记录时间; (2)司机助实际上是带有两台同步显示的监视器的计算机。其作用是:试验车在底 盘测功机上进行试验时,由它显示出已设定的速度一时间曲线和试验车实际运行的速度, 可以指导试验员更好地控制试验车; (3)车辆跟踪风机由一台离心风机和一个控制柜组成。离心风机的电机功率为15kw, 最大风量为38220m3。车辆跟踪风机在控制柜的控制下,根据试验车在底盘测功机上的试验车速,调整转速,模拟出汽车在实际道路上行驶过程中的风向阻力,使试验过程更加接近于试验车在实际道路上的运行情况。 （1）降低汽油机排放污染物所采取的措施
涡喷涡扇发动机控制系统建模与仿真实验报告
姓名：学号：班级：时间成绩： 一“涡喷发动机控制系统建模与仿真实验”实验报告 1 地面试车实验 海平面温度：高度： 0Km 2 空中试车实验 弹道： 1 海平面温度： 0度高度： 9Km 马赫数：转级状态： 95% 二“涡扇发动机控制系统建模与仿真实验”实验报告
三 思考题答卷（在此请回答思考题） 1) 该涡喷发动机控制系统建模仿真实验台建立的是何种发动机数学模型 该发动机是一种小型、单轴不加力、各几何参数不可调的涡轮喷气式发动机。 2) 发动机稳态模型和动态模型的区别是什么发动机工作状态有哪些 稳态模型：定常；动态模型：非定常 状态： 最大 m ax n =5015022000+- 转/分 额定： ±转/分 80%： ±转/分 慢车： ±转/分 3) 试写出涡喷发动机稳态模型计算中的共同工作方程 const = 4) 发动机动态模型中微分方程常用的数值解法有哪些各自优缺点是什么常微 分方程解法有欧拉法、改进欧拉法和龙格－库塔法。欧拉法简单，计算速度快，但精度不高。龙格－库塔法精度高，但算法复杂，计算时间长。改进欧拉法是一种折中方案。 5) 阐述牛顿－拉夫逊方法解非线性方程组的原理。 定义残量(1,2,3)i z i =如下： 1T m C z P P η=- 233z =-????计算特性图 355z A A =-计算 收敛条件(1,2,3)i z i ε≤=。 若用向量X 表示3个试取值 123(,,)T X x x x =
用向量Z 表示3个残量，即 123(,,)T Z z z z = 显然残量Z 是试取值向量X 的函数 ()Z F X = 这是多元非线性方程组。确定共同工作点，就是求解方程组 ()0F X = 6) 涡喷发动机稳态工作时采用何种控制计划外界干扰主要指的是什么当飞行 条件变化时，为什么能够保证发动机转速不变 闭环负反馈调节；马赫数，飞行高度，气流偏角，等 7) 试车中超调量、调节时间和调节精度是如何定义的
生产线三维仿真系统可行性报告
生产线三维仿真系统可行性报告（2） 1. 背景和意义 现代生产中企业自动化程度提高，生产系统日渐复杂，生产速度日渐加快，因此在设计系统的时候需要面临很多问题：如何在对操作人员进行培训时减少风险、节约成本和提高培训效率，如何验证生产大纲以及复杂设备的控制逻辑等。这些问题采用传统的培训方法和规划方法难以解决，在复杂生产线系统的培训和规划上，要找到技术性与经济性的最佳结合点，就需要借助于一种新的技术——系统仿真技术来解决。 使用仿真系统，在一个类似游戏的人机界面上，通过操作虚拟场景中，与现实操作相对应的操作设备，模拟还原现场操作，从而看到虚拟的逼真实际生产过程中系统设备运转的全动作过程，看到生产现场中各输送、存储设备和升降机、切割机等设备的状态，以及系统中发生阻塞和瓶颈的位置和情况；可以改变参数输入，通过模拟生产情况及波动对系统造成的冲击，对系统的堵塞有着形象和直观的解决方案；一方面能够精确真实模拟生产线的空间布置、运行情况，验证生产线产能、节拍、存储等规划设计要素的合理性，发现系统运行的瓶颈和对方案进行优化，使生产线布局更合理有效；另一方面，能够预测生产线的性能、制造成本、可制造性，从而更经济有效地、灵活地组织制造生产，使资源得到合理配置，从而提高整个生产线生产效率，培训员工的设备操作能力以及生产宏观掌控能力。 当前，系统仿真技术已成为分析、研究各种复杂系统的重要工具。国际工程公司已将其作为常用的规划设计和分析手段，运用到生产线仿真培训和运行分析中。而在国内，对此技术的应用还基本处于起步阶段，无论是在生产线仿真培训还是运行管理方面，大多数钢铁企业、汽车企业和工程公司基本还是依赖传统的方式。因此，生产线仿真系统的研究与开发具有很强的现实意义。 2. 可行性分析 生产线进行仿真通常需经过三个步骤：建立生产线三维仿真场景；仿真模型参数设置和仿真流程控制；仿真模型的运行、验证与结果分析。其中，建立正确的生产系统仿真模型，并且确定各组成要素以及表征这些要素的状态变量和参数之间的数学逻辑关系，是整个仿真过程