25度Ahmed汽车模型气动减阻的闭环控制研究

《25度Ahmed汽车模型气动减阻的闭环控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文25度Ahmed汽车模型气动减阻的闭环控制研究ACLOSED-LOOPSYSTEMFORAERODYNAMICDRAGREDUCTIONOF25DEGREEAHMEDCARMODEL董伟星哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：O355学校代码：10213国际图书分类号：533.6密级：公开工程硕士学位论文25度Ahmed汽车模型气动减阻的闭环控制研究硕士研究生：董伟星导师：周裕教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O3

2、55U.D.C.:533.6DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringACLOSED-LOOPSYSTEMFORAERODYNAMICDRAGREDUCTIONOF25DEGREEAHMEDCARMODELCandidate：DongWeixingSupervisor：Prof.ZhouYuAcademicDegreeAppliedfor：Master’sdegreeofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：ShenzhenGradu

3、ateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要汽车模型空气动力学减阻中，主动控制方法分为开环控制和闭环控制。相比开环控制，闭环控制更加灵活方便，具有较强的适应性。本文主要通过闭环控制实现基于单个定常射流激励和两个定常射流激励下的25度Ahmed汽车模型减阻，其中定常射流执行器分布于Ahmed模型后背面的不同位置。开环实验中，通过压力扫描装置分别测量雷诺数为1.34×105，1.67×105和2.0

4、×105时模型表面21个压力孔的压力信号。考虑到实际行驶中难以测量汽车阻力，本文选取与减阻信号最大位置相对应的压力系数作为闭环系统的反馈信号。针对单个定常射流激励和两个定常射流激励的情况，闭环控制分别设计了改进PID控制算法和基于EKF的极值搜索控制算法，用来根据反馈信号自动调节定常射流的流量大小。通过对比控制算法在不同参数下的效果，找到最佳参数组合，并搜索到最佳参数下的最大减阻效果。通过实验研究表明，经过合理选择闭环系统的控制参数，单个定常射流激励控制经过19s的控制时间最终可以达到12.2%的减阻效果；两个定常射流激励控制经过156s的控

5、制时间最终可以达到17.4%的减阻效果。此外，单个定常射流激励控制面对大尺度的外界扰动，具有较强的鲁棒性。关键字：Ahemd模型；汽车减阻；定常射流；闭环控制；PID控制算法；基于EKF的极值搜索算法-I-AbstractAbstractTheactivecontrolofaerodynamicdragreductionformodelcarincludesopen-loopcontrolandclosed-loopcontrol.Closed-loopcontrolismoreconvenientandflexiblethanopen-lo

6、opcontrol,andithasstrongadaptability.Thepaperstudieddragreductionof25degreeAhmedcarmodelbasedonsinglesteadyblowingandtwosteadyblowingbyclosed-loopcontrol.ThesteadyblowingactuatorsaredistributedatdifferentplacesofAhmedcarmodelrearwindow.Inopen-loopcontrolexperiment,pressures

7、ignalsof21pressureholesonthesurfaceofcarmodelhavebeenmeasuredbypressurescanneratRe=1.34×105,1.67×105and2.0×105respectively.Consideringthatitishardtomeasuredragonamovingcar,anappropriatepressuresignal,whoselocationofthemaximumisconsistentwiththelocationofmaximumdragreduction

8、rate,isusedasfeedbacksignal.ModifiedPIDcontrollerandextremumseekingwithEKFwhichare