清華大學(xué)賈要勤博士：智能化有源飛輪控制的理論研究(2004年獲得二等資助).doc

投送一級(jí)學(xué)科：動(dòng)力工程與工程熱物理二級(jí)學(xué)科：動(dòng)力機(jī)械及工程原件 復(fù)印件 中國(guó)博士后科學(xué)基金資助金申請(qǐng)表申請(qǐng)人姓名賈要勤編號(hào)22103設(shè)站單位清華大學(xué)流動(dòng)站名稱(一級(jí)學(xué)科)動(dòng)力工程及工程熱物理進(jìn)站日期 2003 年 04月14 日通訊地址清華大學(xué)汽車工程系郵政編碼100084電話(010)627857062004年9 月1日填表申 請(qǐng) 須 知1. 申請(qǐng)者必須認(rèn)真閱讀現(xiàn)時(shí)執(zhí)行的中國(guó)博士后基金資助條例，并按該條例有關(guān)規(guī)定進(jìn)行申請(qǐng)。2. 申請(qǐng)者打字填寫(xiě)（如不具備打字條件時(shí)，請(qǐng)用鋼筆或圓珠筆正楷書(shū)寫(xiě)，不要用鉛筆填寫(xiě)）本表1至6頁(yè)，并由兩位推薦人在7和8頁(yè)分別填寫(xiě)推薦意見(jiàn)，報(bào)所在設(shè)站單位（含經(jīng)批準(zhǔn)招收博士后的非設(shè)站單位，下同）。經(jīng)設(shè)站單位在9頁(yè)填寫(xiě)審核意見(jiàn)后再用B5復(fù)印紙進(jìn)行復(fù)制。3. 每位申請(qǐng)者需向中國(guó)博士后科學(xué)基金會(huì)交納評(píng)審資料費(fèi)100元人民幣，未交納者，不予受理。4. 各設(shè)站單位于每年三月十日至三月三十一日或九月十日至九月三十日期間將本單位所有申請(qǐng)者的申請(qǐng)表（一式七份，必含原件）和評(píng)審資料費(fèi)集中匯至中國(guó)博士后科學(xué)基金會(huì)。5. 本表封面上的“原件”和“復(fù)印件”系指本份材料是原件或復(fù)印件，請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的方框內(nèi)打“”；“編號(hào)”系指申請(qǐng)進(jìn)站時(shí)，全國(guó)博士后管委會(huì)辦公室或有關(guān)省、市對(duì)博士后研究人員的統(tǒng)一編號(hào)；“投送學(xué)科”系指申請(qǐng)資助項(xiàng)目所屬的學(xué)科領(lǐng)域。若是交叉學(xué)科或跨學(xué)科，則應(yīng)填寫(xiě)所涉及的主要學(xué)科名稱。學(xué)科須按國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)公布的標(biāo)準(zhǔn)名稱填寫(xiě)。6. 填表必須實(shí)事求是，認(rèn)真翔實(shí)，不得虛報(bào)或留空。有的欄目如無(wú)內(nèi)容可填，請(qǐng)寫(xiě)上“無(wú)”、“未”等字；5若填寫(xiě)不下，可另附紙。16姓 名賈要勤性 別男出生年月1970.2民 族漢 博士后日常經(jīng) 費(fèi)來(lái)源 國(guó)家資助 單位自籌 企業(yè)提供（企業(yè)博士后） 來(lái)自重大科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)（項(xiàng)目博士后） 學(xué) 位獲得年月攻讀學(xué)位單位學(xué)位論文題目導(dǎo) 師學(xué)學(xué)士1992.7北京航空航天大學(xué)動(dòng)靜壓混合軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算鄭勇勛位情碩士1998.6西安交通大學(xué)粗糙集理論及其在故障診斷中的應(yīng)用徐光華況博士2003.4西安交通大學(xué)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Hinfinity魯棒控制曹秉剛起止年月單 位研 究 工 作職 務(wù)主1992.3-1992.7北航機(jī)電工程系動(dòng)靜壓混合軸承的壓力場(chǎng)模擬計(jì)算本科生要研1992.7-1995.7蘭州飛控儀器總廠直升機(jī)增穩(wěn)系統(tǒng)的研制助理工程師究工1995.7-1998.7西安交大機(jī)械系機(jī)械故障診斷與控制碩士生作經(jīng)2000.6-2002.6日本東京工業(yè)大學(xué)電力電子及其控制研修生歷2000.6-2002.6日本Myway技研公司小規(guī)模分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)研究飛輪儲(chǔ)能充放電控制的研究研究員2000.6-2003.1西安交大機(jī)械電子工程系風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Hinfinity魯棒控制博士生主要研究成果：已發(fā)表在國(guó)內(nèi)外核心學(xué)術(shù)刊物上的論文題目、全部作者署名順序、發(fā)表時(shí)間、刊登論文的刊物名稱以及被SCI、EI、ISR、SSCI收錄、引用的情況；獲得專利的名稱、內(nèi)容和號(hào)碼；有何發(fā)明創(chuàng)造、技術(shù)革新、工藝設(shè)計(jì)和過(guò)程等。請(qǐng)務(wù)必具體說(shuō)明以上成果的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用前景、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及本人在這些成果中的主要貢獻(xiàn)及所獲得獎(jiǎng)勵(lì)的名稱、等級(jí)和獲獎(jiǎng)人的排名順序。一. 1999年以來(lái)，申請(qǐng)人在國(guó)內(nèi)外核心刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上共發(fā)表和撰寫(xiě)了論文十余篇，均為第一作者。其中5篇為EI收錄源刊，EI收錄3篇。在飛輪的相關(guān)研究中發(fā)表論文1篇1. 賈要勤，常柄國(guó). 采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合改善傳感器的靜態(tài)特性. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1999, 33(11): 7578 (EI收錄).2. Jia Yaoqin, Yang Zhongqing, Cao Binggang. A new maximum power point tracking control scheme for wind generation. Proceedings of International Conference on Power System Technology. October 13-17. Kunming, China. 2002: 114119.3. 賈要勤，徐光華，孫瑞祥，梁霖. 粗糙集屬性約簡(jiǎn)的基因算法. 中國(guó)機(jī)械工程，2000, 11(7): 797800.4. 賈要勤，楊仲慶，曹秉剛. 風(fēng)力発電実験教育用模擬風(fēng)車開(kāi)発.平成14年電気學(xué)會(huì)産業(yè)応用部門(mén)大會(huì)，8月21日(水)23日(金), 鹿児島市, 日本，2002: 337340.5. Xu Gaunghua, Jia Yaoqin, Qu Liangsheng. The nonlinear characteristic curve calibration method of the coat thickness-measuring instrument using neural networks. Proceedings of International Conference on Advanced Manufacturing Technology99，1999: 10151019.6. 賈要勤，曹秉剛. 基于DSP微處理器的飛輪充放電控制系統(tǒng)研究. 電力電子技術(shù)，2004, 38(3): 58607. 賈要勤，曹秉剛，楊仲慶. 風(fēng)力機(jī)模擬平臺(tái)的MPPT快速響應(yīng)控制方法. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2004, 25(3): 364368(EI收錄源刊)8. 賈要勤，曹秉剛，楊仲慶. 風(fēng)力發(fā)電的MPPT快速響應(yīng)控制方法. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2004, 25(2): 171176(EI收錄). 9. 賈要勤，曹秉剛，楊仲慶. 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的H魯棒控制. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2004, 25(1): 8591(EI收錄).10. 程夕明，賈要勤，歐陽(yáng)明高. 輔助功率單元（APU）技術(shù)系統(tǒng). 汽車工程（增刊）. 2003: 18.正式錄用待發(fā)表的文章：11. 賈要勤. 風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)用模擬風(fēng)力機(jī)的研究. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)(EI收錄源刊)12. 賈要勤. 基于微處理器的鋰電池高精度充放電控制研究, 電力電子技術(shù).13. 賈要勤,楊仲慶,曹秉剛. 基于直流總線的小規(guī)模分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究, 電力電子技術(shù)合作翻譯日文專著一本：汽車節(jié)能與環(huán)保技術(shù)西安交通大學(xué)出版社二. 與課題有關(guān)的研究成果2000年至2002年在日本Myway技研株式會(huì)社工作期間，完成了飛輪儲(chǔ)能充放電控制系統(tǒng)的研發(fā)。飛輪通過(guò)感應(yīng)電機(jī)（IM）來(lái)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)通過(guò)逆變器驅(qū)動(dòng)來(lái)完成飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和直流電力之間的轉(zhuǎn)換，即如圖1所示。本項(xiàng)目在研發(fā)中主要解決了飛輪的瞬停再啟動(dòng)，直流側(cè)充放電的快速響應(yīng)（達(dá)到100ms）等問(wèn)題。該研究成果主要應(yīng)用于UPS不間斷電源、電動(dòng)車等方面，用來(lái)替換成本較高、體積笨重、使用壽命短和污染環(huán)境的電池裝置。 圖1 飛輪儲(chǔ)能裝置及其控制系統(tǒng)三. 參與完成科研項(xiàng)目1. 19921995，國(guó)家重點(diǎn)工程，某直升機(jī)飛行增穩(wěn)系統(tǒng)的研制，第5完成人2. 19951998，回轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷軟件的研制，第3完成人3. 20002002，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）小規(guī)模新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的研究，第1完成人4. 20002002，高精度鋰離子電池充放電裝置的研發(fā)，第1完成人5. 20012002，飛輪儲(chǔ)能“充放電”控制的研究申請(qǐng)資助項(xiàng)目情況名中文智能化有源飛輪控制的理論研究稱英文Theoretical Study on Intelligent Active Flywheel Control研究類別 基礎(chǔ)研究 應(yīng)用基礎(chǔ) 技術(shù)開(kāi)發(fā) 國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目 省市或部門(mén)重大項(xiàng)目 自選項(xiàng)目項(xiàng)目來(lái)源 863高技術(shù)研究項(xiàng)目 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 其它項(xiàng)目 研究經(jīng)費(fèi)來(lái) 源 及數(shù) 額除5000元日常經(jīng)費(fèi)外，目前尚無(wú)其他專門(mén)經(jīng)費(fèi)資助。項(xiàng)目的具體內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)及國(guó)內(nèi)外在這方面研究的現(xiàn)狀：一、研究?jī)?nèi)容眾所周知，飛輪的用途十分廣泛，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的輸出端，用來(lái)平滑曲軸的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，但傳統(tǒng)的飛輪都是靠增加其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)增加其慣性阻尼效果的，這樣飛輪不免就要做得體積和質(zhì)量較大，比較笨重，而且這樣的飛輪只有單一的慣性阻尼功能，具有停車時(shí)間較長(zhǎng)、時(shí)間常數(shù)固定、對(duì)其動(dòng)平衡精度要求高等缺點(diǎn)。本項(xiàng)目所要研究的智能化有源飛輪和圖1所示的飛輪儲(chǔ)能裝置有所不同，它是由直流電源（一般由蓄電池來(lái)供電）、逆變器和電機(jī)三部分構(gòu)成的，即如圖2所示，通過(guò)對(duì)逆變器的控制來(lái)完成傳動(dòng)軸上機(jī)械能和蓄電池電能的轉(zhuǎn)換。和圖1所示的飛輪儲(chǔ)能裝置不同的是，有源飛輪的儲(chǔ)能裝置是蓄電池，而不是飛輪，它是通過(guò)對(duì)位于傳動(dòng)軸上電機(jī)的控制，來(lái)達(dá)到傳統(tǒng)飛輪對(duì)轉(zhuǎn)速的慣性阻尼效應(yīng)，因此它不是真正意義上的飛輪，但是卻具有比傳統(tǒng)飛輪更多的優(yōu)點(diǎn)，如：（1）可以將傳動(dòng)軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能；（2）反之，可以將電池的電能轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)軸上的機(jī)械能；(3)可以通過(guò)對(duì)電機(jī)的控制，來(lái)抑制傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。因此有源飛輪和傳統(tǒng)飛輪相比，其功能更加全面，性能也更加優(yōu)越。圖2 智能化有源飛輪及其控制系統(tǒng)隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制理論和高性能電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)圖2所示的硬件回路已經(jīng)沒(méi)有什么困難，問(wèn)題在于通過(guò)什么樣的控制手段來(lái)抑制傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。因此本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容有以下兩點(diǎn)：（1） 傳動(dòng)軸上轉(zhuǎn)速波動(dòng)的觀測(cè)方法；（2） 抑制轉(zhuǎn)速波動(dòng)的控制方法。二、預(yù)期目標(biāo)以發(fā)動(dòng)機(jī)為應(yīng)用背景，通過(guò)對(duì)圖2所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的仿真模型的建立，主要從理論上來(lái)研究智能化有源飛輪的控制方法，預(yù)期主要達(dá)到以下目標(biāo)：（1） 提出發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)方法；（2） 提出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)平滑的有效控制方案；（3） 在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件下，對(duì)以上方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（4） 預(yù)計(jì)在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表12篇學(xué)術(shù)論文。三、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)認(rèn)真查閱文獻(xiàn)資料，有關(guān)有源飛輪方面的資料較少，類似的文獻(xiàn)資料較多，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有見(jiàn)到有關(guān)這方面的文獻(xiàn)資料和報(bào)道。比較類似的研究是在內(nèi)燃機(jī)混合動(dòng)力汽車方面，如圖3所示，將原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出端的飛輪用盤(pán)式電機(jī)來(lái)替換，盤(pán)式電機(jī)裝置包括電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器兩部分，如圖4所示。圖3 替換飛輪的盤(pán)式電機(jī)裝置 圖4 盤(pán)式電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器這方面的研究主要集中在盤(pán)式電機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作狀態(tài)下的發(fā)電性能的研究16，例如如何增加電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如何增加電機(jī)恒功率運(yùn)行的轉(zhuǎn)速范圍，如何提高電機(jī)的發(fā)電效率等等，而且在這方面已經(jīng)取得了顯著的成就，電機(jī)的瞬時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以很大，電機(jī)恒功率運(yùn)行的速比可以達(dá)到6，電機(jī)的發(fā)電效率大于80。用盤(pán)式電機(jī)替換原來(lái)的飛輪后，盤(pán)式電機(jī)也應(yīng)該具有傳統(tǒng)飛輪平滑曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)的功能，而且這種功能是可以通過(guò)對(duì)電機(jī)的實(shí)時(shí)控制來(lái)完成的。目前有關(guān)這方面的文獻(xiàn)資料較少，研究的人也不多，這方面的研究主要是通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出端的電機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施主動(dòng)控制減振78,研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面，即對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)和控制，目前在這方面還沒(méi)有十分有效的方法。參考文獻(xiàn)：1 Cheng Tsung Liu, T.-S. Chiang, J.F.Diaz Zamora, S.-C. Lin. Field Oriented control evaluations of a single sided permanent magnet axial flux motor for an electric vehicle. IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS. 2003,39(5):328032822 P.R.Upadhyay, K.R.Rajagopal, B.P.Singh. Computer aided design of an axial field permanent magnet brushless dc motor for an electric vehicle. Journal of Applied Physics. 2003,93(10):868986913 Ronghai Qu, Thomas A. Lipo. Dual rotor, radial flux, toroidally wound, permanent magnet machines. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS. 2003,39(6):166516734 F.Caricchi, F.Crescimbini, F.Giulii Capponi, L.Solero. Permanent-magnet, direct-drive, starter/alternator machine with weakened flux linkage for constant-power operation over extremely wide speed range. Conference Record - IAS Annual Meeting (IEEE Industry Applications Society)，2001(3)：162616335 J.S.Lawler, J.M.Bailey, J.W.McKeever, Joao Pinto. Limitations of the conventional phase advanced method for constant power operation of the brushless DC Motor. Proceedings IEEE SoutheastCon 2002: 1741806 J.S. Lawler, J.M.Bailey, John W. McKeever. Theoretical verification of the brushless DC motor driven by dual mode inverter control. Power Electronics in Transportation, 2002: 75827 A.T.Zaremba, R.I.Davis. Control design for active engine damping using a starter alternator. Proceeding of the American Control Conference. 2000: 204320478 Roy I. Davis, Robert D. Lorenz. Engine torque ripple cancellation with an integrated starter alternator in a hybrid electric vehicle: implementation and control., IEEE Transactions on Industry Applications.2003, 39(6):17651774項(xiàng)目的科學(xué)意義、學(xué)術(shù)價(jià)值、應(yīng)用前景、解決什么前人尚未解決的問(wèn)題并務(wù)必說(shuō)明本人的創(chuàng)新之處及主要特色：一、科學(xué)意義、學(xué)術(shù)價(jià)值飛輪這一常用而且古老的裝置，一直以來(lái)在許多機(jī)器中扮演著不可取代的角色，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是在電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，它將被功能更加全面，性能更加優(yōu)良的有源飛輪所取代，以克服其笨重、功能單一的缺點(diǎn)，因此在產(chǎn)品的升級(jí)換代中具有重要的作用。在有源飛輪的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)然要采用許多先進(jìn)的技術(shù)，尤其是現(xiàn)代電力電子主回路技術(shù)、高性能的數(shù)字控制技術(shù)和效率高、功率密度大的電機(jī)。而有源飛輪的慣性阻尼效果完全靠對(duì)電機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，從理論上來(lái)講，它不同于傳統(tǒng)飛輪的一階慣性特性，完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)特定頻率段的阻尼效果，如低通、帶通、高通阻尼器的實(shí)現(xiàn)等。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中各種轉(zhuǎn)速波動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)，在控制理論方面具有重要的科學(xué)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。對(duì)被控量實(shí)時(shí)觀測(cè)方法的研究，歷來(lái)都是控制理論中重要的研究?jī)?nèi)容之一，而傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種振動(dòng)信號(hào)，其隱蔽性更大，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)的難度很大。在實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)實(shí)時(shí)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，如何采取有效的控制策略，來(lái)消除振動(dòng)，也具有一定的難度，因?yàn)檫@些被控量的頻率有可能較高，不可能采用簡(jiǎn)單的PI控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，在研究有源飛輪的頻率響應(yīng)特性的普遍設(shè)計(jì)理論方面，具有較高的科學(xué)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。二、應(yīng)用前景 有源飛輪是采用現(xiàn)代控制理論與技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的飛輪裝置進(jìn)行徹底的改造，其不但具有傳統(tǒng)飛輪的特性，而且和傳統(tǒng)飛輪相比，其功能更全面，性能更優(yōu)越，尤其在車輛的環(huán)保與節(jié)能方面，具有廣闊的應(yīng)用前景，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的輸出端采用有源飛輪替換傳統(tǒng)的飛輪，可以將原來(lái)的起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和飛輪三個(gè)部件一體化，使其結(jié)構(gòu)緊湊，而且還可以實(shí)現(xiàn)車輛的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)能量回饋等功能，提高車輛的節(jié)能和環(huán)保性能。三、創(chuàng)新及主要特色本項(xiàng)目的創(chuàng)新和主要特色為通過(guò)對(duì)盤(pán)式電機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的阻尼效果，具體有以下三點(diǎn)：1 提出傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)方法；2 研究提出有源飛輪頻率響應(yīng)特性的普遍設(shè)計(jì)方法；3 研究有源飛輪在發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)控制減振方面的應(yīng)用。擬采用的研究方法、實(shí)驗(yàn)方案、技術(shù)路線：首先采用Matlab/Simulink仿真軟件建立發(fā)動(dòng)機(jī)、有源飛輪的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真計(jì)算研究以下內(nèi)容：（1） 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)方法；（2） 有源飛輪頻率響應(yīng)特性的設(shè)計(jì)方法；（3） 研究其在發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)控制減振方面的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)和加工1kW的有源飛輪盤(pán)式電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器，并采用DSP數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)有源飛輪的控制算法，在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上驗(yàn)證有源飛輪對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)控制減振的有效性。最后對(duì)以上的控制方法、仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，并進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)分析，完成論文12篇。研究工作的總體計(jì)劃及目前進(jìn)展情況：2004年10月2004年11月： 采用Matlab/Simulink建立發(fā)動(dòng)機(jī)和有源飛輪的數(shù)學(xué)模型2004年11月2004年12月：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)方法和有源飛輪控制方法的仿真研究2004年12月2005年1月： 有源飛輪盤(pán)式電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的加工2005年1月2005年2月：控制程序的調(diào)試和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)2005年2月2005年3月：試驗(yàn)結(jié)果的整理，預(yù)計(jì)完成12篇學(xué)術(shù)論文投寄給重要學(xué)術(shù)期刊目前對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的調(diào)研、分析和研究方案等工作已基本完成?，F(xiàn)有條件（參加該項(xiàng)目工作的科研人員簡(jiǎn)況、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料、圖書(shū)資料等）與尚缺的條件：課題申請(qǐng)人自1998年9月進(jìn)入西安交通大學(xué)機(jī)械電子工程系攻讀博士學(xué)位以來(lái)，一直致力于電力電子技術(shù)、電機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，從2000年6月到2002年6月在東京工業(yè)大學(xué)大學(xué)院理工學(xué)研究科電氣電子專攻赤木泰文研究室進(jìn)行研修，期間并在日本Myway技研株式會(huì)社進(jìn)行了實(shí)習(xí)，完成了飛輪儲(chǔ)能充放電裝置的的開(kāi)發(fā)，積累了很多經(jīng)驗(yàn)。博士學(xué)位論文以風(fēng)力發(fā)電的魯棒控制研究為內(nèi)容，取得了一些具有創(chuàng)新意義的成果，已經(jīng)發(fā)表和被接受的論文13篇，正在合作出版譯著一部。申請(qǐng)人所在的研究組內(nèi)的教師和研究生從事相近或相關(guān)課題的研究，具有良好的學(xué)術(shù)和合作氣氛。申請(qǐng)人所在的清華大學(xué)汽車工程系現(xiàn)正在進(jìn)行燃料電池城市客車國(guó)家863重大專項(xiàng)的研究，在本項(xiàng)目研發(fā)的相關(guān)條件方面，如Matlab/Simulink的仿真、DSP數(shù)字控制、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)等方面均有雄厚的硬件基礎(chǔ)。本項(xiàng)目除申請(qǐng)人外還有如下人員參加：何彬，清華大學(xué)汽車工程系動(dòng)力工程與工程熱物理專業(yè)博士生，在本項(xiàng)目中負(fù)責(zé)協(xié)助設(shè)備的加工和后期的實(shí)驗(yàn)工作。尚缺的條件：需要加工制作盤(pán)式電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制器。申請(qǐng)資助等級(jí)與金額一等，人民幣三萬(wàn)元使用資助金的計(jì)劃及用途：使用資助金的計(jì)劃及用途：1. 1kW盤(pán)式電機(jī)的加工費(fèi)：8000元2. 盤(pán)式電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的加工費(fèi)：7000元3. 部分實(shí)驗(yàn)費(fèi)(消耗性的，非固定資產(chǎn)購(gòu)置)：6000元4. 資料及論文版面費(fèi)：4000元5. 學(xué)術(shù)會(huì)議及其差旅費(fèi)：3000元6. 資料費(fèi)、復(fù)印費(fèi)：2000元推薦人意見(jiàn)（請(qǐng)對(duì)項(xiàng)目的意義、具體內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)、主要特色和取得預(yù)期成果的可能性，申請(qǐng)人的學(xué)術(shù)水平及研究能力等進(jìn)行評(píng)議）：飛輪作為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出端必不可少的部件，起著平滑發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的作用，采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、電機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的飛輪進(jìn)行改造，克服其體積笨重、功能單一的缺點(diǎn)，對(duì)提高車輛的節(jié)能與環(huán)保性能具有十分重要的意義。采用有源飛輪實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的主動(dòng)控制，對(duì)于提高車輛的乘坐舒適性也具有十分重要的意義。因?yàn)閭鹘y(tǒng)飛輪的應(yīng)用范圍很廣，因此有源飛輪的應(yīng)用應(yīng)該具有相當(dāng)?shù)钠毡樾?。本?xiàng)目不僅實(shí)用價(jià)值高，而且在采用有源飛輪對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)控制減振方面有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值。項(xiàng)目申請(qǐng)者具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的獨(dú)力科研工作能力，保證了該項(xiàng)目能取得預(yù)期的成果。鑒于課題的重要性，同時(shí)考慮到研究經(jīng)費(fèi)緊張，故此推薦賈要勤申請(qǐng)中國(guó)博士后科學(xué)基金一等資助金。推薦人姓名：陳全世 職稱： 教授 專業(yè)：車輛工程推薦人單位：清華大學(xué)汽車系 簽字或蓋章： 年 月 日注：填寫(xiě)推薦人姓名時(shí)，請(qǐng)正楷書(shū)寫(xiě)推薦人意見(jiàn)（請(qǐng)對(duì)項(xiàng)目的意義、具體內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)、主要特色和取得預(yù)期成果的可能性，申請(qǐng)人的學(xué)術(shù)水平及研究能力等進(jìn)行評(píng)議）：隨著全球能源的危機(jī)、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)保與節(jié)能性能的要求越來(lái)越高，雖然最理想的零排放的純電動(dòng)車的環(huán)保性很好，但由于各種電池在使用上還具有很大的局限性，因此純電動(dòng)車還無(wú)法得到普及。對(duì)傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造，在保持其原來(lái)動(dòng)力性能或甚至提高其動(dòng)力性的前提下，提升汽車的環(huán)保和節(jié)能效果，具有十分重要的意義。在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出端采用有源飛輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式飛輪，對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放以及提高整車的動(dòng)力性能都具有重要意義。賈要勤博士的此項(xiàng)申請(qǐng)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值，在國(guó)內(nèi)目前很少有人從事這一方面的工作。其研究方案是合理可行的，項(xiàng)目具有明顯新穎性和研究