| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 符号表 | 第17-20页 |
| 1 绪论 | 第20-34页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第20-21页 |
| 1.2 自由活塞直线发电机的基本工作原理与结构类型 | 第21-22页 |
| 1.2.1 基本工作原理 | 第21-22页 |
| 1.2.2 结构类型 | 第22页 |
| 1.3 自由活塞直线发电机的国内外研究现状 | 第22-29页 |
| 1.3.1 二冲程自由活塞直线发电机的研究现状 | 第23-27页 |
| 1.3.2 四冲程自由活塞直线发电机的研究现状 | 第27-29页 |
| 1.4 四冲程自由活塞直线发电机面临的主要问题 | 第29-32页 |
| 1.5 本文的主要研究内容与结构 | 第32-34页 |
| 2 内燃-直线发电集成动力系统结构及动态性能仿真研究 | 第34-53页 |
| 2.1 系统总体方案介绍 | 第34-38页 |
| 2.1.1 系统工作原理和性能特性 | 第34-36页 |
| 2.1.2 活塞组件四冲程往复运动规划 | 第36-38页 |
| 2.2 系统数学建模研究 | 第38-46页 |
| 2.2.1 自由活塞动力学模型 | 第38页 |
| 2.2.2 发动机子系统模型 | 第38-43页 |
| 2.2.3 永磁直线电机模型 | 第43页 |
| 2.2.4 主控电路数学模型 | 第43-45页 |
| 2.2.5 性能评价指标 | 第45-46页 |
| 2.3 系统动态特性的仿真分析 | 第46-52页 |
| 2.3.1 基本仿真参数 | 第46页 |
| 2.3.2 基于Simulink的仿真模型 | 第46-47页 |
| 2.3.3 动态特性仿真结果分析 | 第47-51页 |
| 2.3.4 模型有效性验证 | 第51-52页 |
| 2.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 3 独立压缩和进气热力学参数可控的工作循环分析 | 第53-70页 |
| 3.1 独立压缩和进气热力学参数可控的工作循环方案提出 | 第53-56页 |
| 3.1.1 进气热力学参数对发动机性能的影响 | 第53-54页 |
| 3.1.2 独立压缩、进气热力学参数可控的工作循环方案 | 第54-56页 |
| 3.2 独立压缩和进气热力学参数可控工作循环的变参数仿真分析 | 第56-61页 |
| 3.2.1 进气压力对系统性能的影响 | 第56-57页 |
| 3.2.2 进气温度对系统性能的影响 | 第57-58页 |
| 3.2.3 膨胀冲程终点对系统性能的影响 | 第58页 |
| 3.2.4 点火位置对系统性能的影响 | 第58-59页 |
| 3.2.5 电流切换位置对系统性能的影响 | 第59-60页 |
| 3.2.6 循环过程的能量流动分析 | 第60-61页 |
| 3.3 独立压缩和进气热力学参数可控工作循环的有限时间热力学分析 | 第61-68页 |
| 3.3.1 有限时间热力学的简介 | 第61-62页 |
| 3.3.2 基于有限时间热力学的循环过程建模 | 第62-65页 |
| 3.3.3 基于有限时间热力学的新循环仿真结果分析 | 第65-68页 |
| 3.4 本章小结 | 第68-70页 |
| 4 自由活塞运动规律优化研究 | 第70-88页 |
| 4.1 活塞运动规律优化模型的建立 | 第70-72页 |
| 4.1.1 状态方程 | 第71页 |
| 4.1.2 边界约束与路径约束 | 第71-72页 |
| 4.1.3 性能优化指标 | 第72页 |
| 4.2 活塞运动规律优化算法 | 第72-75页 |
| 4.2.1 离散化过程 | 第73-74页 |
| 4.2.2 非线性规划问题的求解 | 第74-75页 |
| 4.3 活塞运动规律优化问题的求解过程 | 第75-81页 |
| 4.3.1 基于高斯伪谱法的离散化过程 | 第75-78页 |
| 4.3.2 基于序列二次规划算法的参数优化过程 | 第78-79页 |
| 4.3.3 活塞运动规律优化策略 | 第79-81页 |
| 4.4 活塞运动规律数值优化结果与分析 | 第81-87页 |
| 4.4.1 优化模型的基本仿真参数和评价指标 | 第81-82页 |
| 4.4.2 系统性能数值优化结果 | 第82-83页 |
| 4.4.3 标准工况下活塞运动规律优化的结果分析 | 第83-85页 |
| 4.4.4 不同情形下的活塞运动规律优化结果分析 | 第85-87页 |
| 4.5 本章小结 | 第87-88页 |
| 5 内燃-直线发电集成动力系统的样机实验研究 | 第88-102页 |
| 5.1 内燃-直线发电集成动力系统的样机介绍 | 第88-92页 |
| 5.1.1 样机电控系统的软硬件设计 | 第88-90页 |
| 5.1.2 实验台架及相关设备 | 第90-92页 |
| 5.2 样机实验研究的准备工作 | 第92-95页 |
| 5.2.1 进气增压管路的搭建 | 第92-93页 |
| 5.2.2 点火系统测试 | 第93-94页 |
| 5.2.3 电磁驱动气门调试 | 第94页 |
| 5.2.4 样机气密性检查 | 第94-95页 |
| 5.3 样机实验研究与结果分析 | 第95-101页 |
| 5.3.1 典型工况的样机实验研究与分析 | 第95页 |
| 5.3.2 独立压缩和进气热力学参数可控工作循环方案的样机实验研究 | 第95-99页 |
| 5.3.3 不同活塞运动规律的样机实验研究 | 第99-101页 |
| 5.4 本章小结 | 第101-102页 |
| 6 多缸内燃-直线发电集成动力系统储能装置的研究 | 第102-122页 |
| 6.1 储能装置总体方案的分析与设计 | 第102-110页 |
| 6.1.1 储能装置的工作要求与设计原则 | 第103-104页 |
| 6.1.2 复合储能装置方案的提出 | 第104-105页 |
| 6.1.3 复合储能装置的组成与参数匹配 | 第105-107页 |
| 6.1.4 半桥型双向DC/DC功率变换器的设计 | 第107-110页 |
| 6.2 复合储能装置数学建模 | 第110-112页 |
| 6.2.1 超级电容器模型 | 第110-111页 |
| 6.2.2 蓄电池模型 | 第111页 |
| 6.2.3 半桥型双向DC/DC功率变换器的数学模型 | 第111-112页 |
| 6.3 复合储能装置控制策略研究 | 第112-115页 |
| 6.3.1 复合储能装置综合控制策略 | 第112-113页 |
| 6.3.2 基于微分先行PID算法的H桥PWM变换器 | 第113页 |
| 6.3.3 半桥型DC/DC变换器的模糊控制 | 第113-115页 |
| 6.4 复合储能装置性能仿真分析 | 第115-121页 |
| 6.4.1 复合储能装置仿真模型的建立 | 第115-116页 |
| 6.4.2 仿真参数确定 | 第116-117页 |
| 6.4.3 仿真结果分析 | 第117-121页 |
| 6.5 本章小结 | 第121-122页 |
| 7 结论与展望 | 第122-125页 |
| 7.1 论文结论 | 第122-123页 |
| 7.2 论文的创新点 | 第123页 |
| 7.3 研究展望 | 第123-125页 |
| 致谢 | 第125-126页 |
| 参考文献 | 第126-134页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及科研情况 | 第134-135页 |
