直線式自由活塞內(nèi)燃發(fā)電機(jī)（Linear Free-piston Generator,LFPG）是一種新型動(dòng)力裝置,其特有的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特征使其具有燃料適應(yīng)性強(qiáng)、壓縮比可變、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn),并使之成為了一種極具潛力的發(fā)電裝置,可用于電動(dòng)汽車和其他用電設(shè)備上。但在目前研究階段,LFPG還存在難以進(jìn)行活塞運(yùn)動(dòng)控制、易撞缸和失火等問題。因此進(jìn)行LFPG穩(wěn)定運(yùn)行控制策略研究對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)有具有重要意義。本文提出一種基于LFPG載荷變化的穩(wěn)定運(yùn)行控制策略,并通過理論分析和仿真計(jì)算驗(yàn)證了該種方案的可行性。本文從LFPG的動(dòng)力學(xué)方程入手,搭建了 LFPG全周期SIMULINK仿真模型,利用該模型分析了 LFPG系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下的基本運(yùn)行性能,以及噴油量、載荷系數(shù)兩個(gè)重要參數(shù)對(duì)其性能的影響。隨后,從能量平衡的角度得出系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件,以噴油量變化（表現(xiàn)為Oin的變化）作為L(zhǎng)FPG系統(tǒng)失穩(wěn)的干擾因素,以穩(wěn)定壓縮比為控制目標(biāo),提出通過改變載荷系數(shù)（改變回路總阻值）的方式對(duì)LFPG系統(tǒng)的受力和能量分配進(jìn)行調(diào)控,從而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。在非停機(jī)失穩(wěn)和停機(jī)失穩(wěn)工況下,本文研究了載荷跟... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 自由活塞直線發(fā)電機(jī)概述
    1.3 自由活塞直線發(fā)電機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顟B(tài)
    1.4 自由活塞直線發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 LFPG動(dòng)力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)特性研究
    2.1 LFPG工作原理
    2.2 LFPG非線性數(shù)學(xué)建模
        2.2.1 動(dòng)力學(xué)模型
        2.2.2 電機(jī)子系統(tǒng)模型
        2.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)模型
        2.2.4 摩擦子系統(tǒng)模型
    2.3 基于MATLAB/SIMULINK建模及運(yùn)動(dòng)特性研究
        2.3.1 基于MATLAB/SIMULINK建模及參數(shù)設(shè)置
        2.3.2 穩(wěn)定運(yùn)行基本性能研究
    2.4 LFPG模型驗(yàn)證
    2.5 LFPG運(yùn)行性能影響因素研究
        2.5.1 載荷系數(shù)對(duì)LFPG運(yùn)行性能的影響
        2.5.2 噴油量對(duì)LFPG運(yùn)行性能的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 LFPG載荷跟隨控制研究
    3.1 載荷跟隨控制原理和方法分析
        3.1.1 載荷跟隨控制原理
        3.1.2 載荷跟隨控制方法
    3.2 LFPG載荷跟隨壓縮比控制原理
    3.3 LFPG載荷跟隨壓縮比控制模型
    3.4 非停機(jī)失穩(wěn)LFPG壓縮比控制
    3.5 停機(jī)失穩(wěn)LFPG壓縮比控制
    3.6 本章小結(jié)
第4章 載荷跟隨控制器參數(shù)優(yōu)化研究
    4.1 載荷跟隨控制器參數(shù)整定分析
    4.2 控制器比例環(huán)節(jié)優(yōu)化研究
        4.2.1 壓縮比相響應(yīng)
        4.2.2 電磁力響應(yīng)
        4.2.3 運(yùn)動(dòng)位移響應(yīng)
    4.3 控制器積分環(huán)節(jié)優(yōu)化研究
        4.3.1 壓縮比相響應(yīng)
        4.3.2 電磁力響應(yīng)
        4.3.3 運(yùn)動(dòng)位移和速度響應(yīng)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自由活塞式直線發(fā)電機(jī)起動(dòng)控制分析[J]. 李陽陽,冷建偉.  天津理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 陳曦,鄭樸,羅蘭.  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]基于Matlab/Simulink的自由活塞式發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真分析[J]. 張磊,肖進(jìn).  內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置. 2016(01)
[4]基于活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒放熱規(guī)律[J]. 許洪瑜,馮慧華,宋豫,左正興.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(05)
[5]自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣及壓縮終了缸內(nèi)氣體流動(dòng)特性分析[J]. 尹凝霞,常思勤.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(08)
[6]自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律優(yōu)化與試驗(yàn)[J]. 林繼銘,徐照平,閆皓.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]微型動(dòng)力裝置燃燒過程及做功能力評(píng)價(jià)[J]. 吳凱,王謙,柏金,劉艷,徐馳.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]四沖程自由活塞發(fā)電機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)控制方法[J]. 徐照平,常思勤,林繼銘.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(01)
[9]自由活塞內(nèi)燃發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換與傳遞過程研究[J]. 田春來,馮慧華,尚蛟,左正興.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2012(11)
[10]壓燃式自由活塞直線發(fā)電機(jī)工作過程數(shù)值仿真[J]. 毛金龍,左正興.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(09)

博士論文
[1]自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)建模與優(yōu)化控制[D]. 宮洵.吉林大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3165696