张凯
- 作品数：18 被引量：245H指数：7
- 供职机构：长安大学汽车学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程建筑科学更多>>
- FSAE方程式赛车转向梯形的联合优化设计被引量：6
- 2015年
- 为了提高FSAE方程式赛车弯道车速和弯道稳定性,提出了一种转向梯形联合优化设计方法。首先使用MATLAB软件,建立平面转向梯形运动学模型,进行初步优化。然后使用ADAMS软件建立前悬架和转向系统虚拟样机模型,进一步进行优化。还对转向杆系和悬架导向杆系的运动干涉进行了分析及优化。结果表明,该方法设计出的转向梯形机构方案较好的达到了预期目标,对FSAE方程式赛车转向梯形设计有实际的参考价值。
- 张凯陈盼
- 关键词：FSAE虚拟样机
- 基于电动汽车制动安全检测的短时工况及方法研究
- 2024年
- 常规的制动安全检测通常采用长时间、极端工况,但可能会失去准确的工作范围。针对这一不足,首先提出一种踏板稳定模式的短时工况试验方法,该方法结合了现有的测试标准,并不限于单一的极端制动模式,而是可以考虑电动汽车的快速稳态运行。在此基础上,基于机器学习对运行片段回归并通过连续拼接构建短时工况。利用短时工况提出一种改进的制动安全检测方法,该方法通过主成分分析对制动片段的特征参数进行降维,同时根据特征参数计算制动片段的重复性距离判断安全隐患。最后,通过在测试台架上跟随短时工况,验证所提出的短时工况和制动安全检测方法的有效性。
- 焦志鹏马建赵轩张凯孟德安韩琪张昭
- 关键词：电动汽车制动安全测试台架
- AMT驱动构型对纯电动客车综合性能影响研究被引量：6
- 2019年
- 为研究自动机械式变速器(AMT)驱动构型对纯电动客车综合性能的影响,以12 m电机直驱纯电动城市客车为研究对象,装备3挡AMT并对驱动电机重新选型,利用NSGA-Ⅱ多目标优化算法以0~50 km·h-1加速时间最短和中国典型城市工况(普通道路和快速道路)下行驶能耗最低为目标对变速箱传动比进行优化,并制定基于车速和加速踏板开度的双参数动力性与经济性换挡规律,在中国典型城市工况不同道路下,采用2种换挡规律对整车驱动能耗与制动能量回收进行仿真,并利用最大爬坡度及加速时间对整车动力性能进行分析。研究结果表明:与原电机直驱构型下整车性能相比,AMT驱动构型在将驱动电机峰值转矩降低68.4%后,最大爬坡度从20.07%提高到20.3%,0~50 km·h-1加速时间从14.19 s增加到18.69 s,整车动力性虽满足要求,但加速时间增加了31.7%;其驱动能耗有所降低,但制动能量回收能力有所减弱,且二者都受行驶工况和换挡规律的影响,普通道路行驶时,经济性和动力性换挡规律百公里驱动能耗分别降低了1.55%和0.55%,百公里制动能量回收分别减少了1.35%和1.53%,百公里综合能耗分别降低了-0.12%和1.62%,快速道路行驶时,经济性和动力性换挡规律百公里驱动能耗分别降低4.78%和3.72%,百公里制动能量回收分别减少了1.53%和5.1%,百公里综合能耗分别降低了5.63%和3.35%。可见,纯电动客车采用AMT驱动构型时,需综合考虑车辆设计要求及行驶工况与换挡规律的影响。
- 刘晓东马建贺伊琳张一西张凯
- 关键词：汽车工程动力性
- 基于EMD-SDP图像特征和改进DenseNet车用PMSM故障诊断
- 2024年
- 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)因转速范围宽、输出转矩大、调速响应快、尺寸小、质量轻等优点被广泛应用于电动汽车驱动系统。受恶劣气候、异常振动和频繁起动-制动工况因素影响,PMSM易发生匝间短路、退磁、轴承磨损等故障。本文针对PMSM相似故障单一维度信号下难区分以及工作条件发生变化时传统诊断方法鲁棒性差的问题,提出了一种基于经验模态分解-对称点模式(empirical mode decomposition-symmetric dot pattern,EMD-SDP)图像特征和改进DenseNet相结合的车用永磁同步电机故障诊断方法。首先,通过实验获取不同状态的电机在多种工况下振动信号,将预处理的振动信号进行EMD处理,求解不同层级本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);其次,将原始振动信号转化为SDP图像,对不同层级IMF转化为RGB色彩特征在SDP图像上显示出来;然后,通过融合scSE注意力机制改进DenseNet学习图像数据集构建分类网络模型;最后,按照信号-图像-网络的流程对待测电机状态进行评估与诊断。诊断结果表明:所提出的方法在稳态和变速瞬态工况下均表现良好的性能。在恒速恒载工况下,所提的方法达到最高的故障诊断准确率(99.72%),相比基准的DenseNet的准确率(98.06%)提升了1.66个百分点。改进后的DenseNet模型和DenseNet模型的ROC曲线最接近左上角,AUC均值分别为0.9974和0.9745;在加速恒载和减速恒载工况下,改进后的DenseNet模型也达到了最高的诊断准确率,分别为96.88%和97.08%。AUC均值分别为0.9877和0.9869。本文所提出的方法的总体性能优于传统方法,能有效地用于速度变化时的故障诊断。
- 王建平马建孟德安赵轩边琦张凯刘启全
- 关键词：故障诊断经验模态分解
- 大跨装配式应急公路钢桥方案设计与模糊层次比选被引量：3
- 2017年
- 装配式公路钢桥在战时抢修、抗震救灾中桥梁修复与加固等应急工程中发挥了重要作用,但现有装配式公路钢桥最大理论跨越能力只有69m,导致部分交通要道的大跨度桥梁短时期无法修复,造成了巨大的经济效益和社会效益损失。为满足大跨度桥梁应急抢修的要求,以单跨90m装配式公路钢桥为研究对象,提出采用抗弯和抗扭性能较好的矩形钢管截面作为桁架构件的主要截面以提高结构的跨越能力,在继承原有研究成果的基础上设计了"321"型、"200"型矩形钢管桁架方案,创新性地设计了"600"型矩形钢管桁架方案和三角形桁架方案。在有限元建模分析的基础上,详细分析了4种设计结构方案在移动荷载作用下的最大位移、组合应力、用钢量及1阶稳定屈曲系数这4个关键指标各自的优劣。为了方便桥梁设计方案的比选,以桥梁设计的基本目标作为评价设计方案的影响因素,利用模糊数学和层次分析法分解评判指标体系,建立了运用二级模糊综合评价决策方法进行设计方案优选比较的指标体系和方法。最后,结合单跨90m装配式公路钢桥的4种设计方案,给出了模糊层次分析评价和设计方案优选的具体过程。研究结果表明:"600"型矩形钢管桁架方案所对应的判断结果矩阵中的元素值最大,说明该设计方案在力学性能、经济合理性、技术可行性、施工方便性等方面优势明显,为4个设计方案中的最优方案。研究成果可为后续大跨装配式公路钢桥的研制方案提供设计思路和技术参考。
- 孙昊刘永健孙明钰邱洁霖张凯
- 关键词：桥梁工程层次分析装配式公路钢桥
- 英国梅贝三角形装配式钢桁桥的构造与受力性能分析被引量：1
- 2015年
- 装配式钢桁桥作为一种军民两用的桥型正受到人们越来越多的关注。"321"与200型装配式钢桥是我国应用最多的两种装配式钢桁桥,其在抗洪抢险及基础设施建设中扮演着重要角色。然而,"321"与200型装配式钢桥的跨径有限,难以胜任大跨径的要求,有必要开发一种大跨装配式钢桁桥以满足日益增长的需求。英国梅贝三角形装配式钢桁桥作为一款在国际市场上领先的桥梁产品,文章重点对其基本构造细节进行介绍,并通过杆系模型分析其静力与屈曲性能。分析表明,梅贝三角形钢桁桥是一款构造细节处理较好,力学性能优越,适用性较强的装配式桥梁产品,具体体现在:模块化标准化的拼装单元、高强螺栓的使用及合理的构造布置,其设计理念与特点对我国正在进行的大跨装配式钢桁桥产品设计具有一定参考价值。
- 张凯姚文奇冯绍攀邱洁霖
- 关键词：装配式力学性能
- 纯电动汽车牵引力控制系统(TCS)的研究与开发被引量：3
- 2015年
- 提出了一种用于纯电动汽车的牵引力系统(TCS)控制器。依据驱动防滑的控制要求,针对未开源电机,设计了TCS的软件。选择Freescale S12系列单片机(MCU)作为主控芯片。设计了单片机主电路﹑电源﹑信号调理﹑加速踏板信号及CAN(控制器局域网)总线信号采集﹑输出等硬件。根据纯电动汽车运行工况,将TCS分为起步﹑正常﹑制动﹑故障监测等4个模块,制定了控制策略。并针对4个模块,完成了功能验证性试验。结果表明:本TCS控制器工作正常,能有效地将滑转率限制在10%左右,保证了车辆安全,实现了驱动防滑的控制要求。
- 王姝蹇小平张凯刘浩丰
- 关键词：纯电动汽车控制策略
- 基于蚁狮算法的UKF车辆状态参数估计器被引量：11
- 2020年
- 为了准确获取分布式驱动电动汽车状态参数信息,满足车辆稳定性控制系统的需求,提出一种基于蚁狮算法的无迹卡尔曼滤波状态参数估计器。针对无迹卡尔曼滤波(UKF)过程中噪声协方差矩阵的不确定性,采用蚁狮优化算法(ALO)对其进行寻优,并引入奇异值分解(SVD)的方法来维持噪声协方差矩阵的正定性,此外,基于指数加权最小二乘法对车辆侧偏刚度进行辨识并将其作为状态参数估计器输入。基于MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真平台,建立分布式驱动电动汽车参数估计模型,分别进行双移线工况和正弦迟滞工况仿真,并基于A&D5435快速原型开发平台进行双移线工况实车试验。仿真与试验结果表明:相比于SVDUKF算法估计结果,双移线仿真工况下,基于ALO-SVDUKF算法估计得到的质心侧偏角和横摆角速度的均方根误差分别降低了55.7%、30.7%,正弦迟滞仿真工况下,均方根误差分别降低了58.1%、85.1%,且在车辆处于极限失稳状态时仍能维持较好的估计效果;双移线试验工况下,横摆角速度的估计值与实际测量值之间的均方根误差仅为0.938 4 (°)·s-1;提出的基于ALO-SVDUKF算法的分布式驱动电动汽车状态参数估计器能够有效提高质心侧偏角和横摆角速度的估计精度,可为车辆稳定性控制提供精确的状态信息。
- 张一西马建赵轩张凯刘晓东
- 关键词：汽车工程参数估计无迹卡尔曼滤波
- 纯电动汽车驱动防滑转轮速采集模块设计被引量：1
- 2015年
- 本文介绍了基于飞思卡尔Mcgs12XS128芯片的纯电动汽车驱动防滑转系统轮速采集及处理模块,利用NCV1124芯片,简化了轮速采集部分外部硬件电路的设计,通过周期法与频率法相结合的方法,优化了传统轮速处理的方案,实现了在驱动防滑转控制中对车速和轮速的精确采集及计算,为下一阶段对纯电动汽车TCS控制策略的研究打下良好基础。
- 王妹张凯
- 关键词：轮速信号电路
- 电动汽车复合制动控制研究现状综述被引量：5
- 2022年
- 电动汽车复合制动由电机再生制动与机械摩擦制动两部分构成,其控制性能直接影响车辆的能量利用效率、制动安全性以及舒适性。围绕静态制动转矩分配控制、动态复合制动协调控制、制动换挡控制、智能辅助驾驶中的复合制动控制4个方面的研究现状与关键技术展开综述,并对复合制动控制未来研究方向进行了展望。对文献的梳理分析表明:制动转矩分配决定着复合制动系统能量回收能力与车辆制动稳定性,基于规则的分配策略面对复杂多变工况自适应性欠佳,而基于优化的分配策略各方面性能表现良好,但需要兼顾控制实时性与优化效果;利用电机响应迅速与控制精确的优势完成复合制动协调控制,能够提升制动模式切换过渡工况与紧急制动工况的控制性能,改善驾驶舒适性;制动过程中实施合理换挡可以进一步提升能量回收效率,同时通过补偿控制解决换挡过程中动力中断和转矩冲击等问题,保证换挡平顺性;随着电动汽车智能化和网联化发展,复合制动控制与驾驶人辅助系统相结合有助于在保证系统功能的同时实现能量回收效益最大化。
- 马建李学博赵轩王露张凯史培龙贺伊琳
- 关键词：汽车工程电动汽车复合制动协调控制换挡控制
