本文介绍了发动机无人值守试验系统的研发与应用。随着科技的发展和人工智能技术的成熟，无人值守试验系统在发动机行业得到了广泛应用。通过采用自动控制、传感器和数据采集等技术，实现了发动机试验全过程的自动化无人值守操作，提高了试验效率、降低了试验成本。本文介绍了无人值守系统的结构与组成，详细阐述了系统的工作原理和关键技术，并探讨了无人值守试验系统在发动机研发中的应用效果。实践证明，无人值守试验系统不仅能够有效提高研发效率与质量，还能为发动机制造商提供更加安全、可靠的试验环境，具有广阔的应用前景。

研究了纯电动装载机整车控制器及控制策略，明确整车控制器应具备的硬件电路，并根据各类型传感器和执行器确定各硬件模块的通道数量，完成整车控制器硬件设计，开发了Simulink接口驱动模块和上位机标定软件。构建了整车控制策略框架，基于Simulink完成整车电气模式管理和行走系统控制模块控制算法模型。进行实车试验，验证整车控制策略可行性,对加速踏板开度滞后、转速限制及换挡功能分别进行分析，通过整定控制参数优化各功能。最后进行爬坡能力试验、最大车速试验、牵引力试验，测得纯电动装载机动力性和经济性指标，并与相同规格柴油装载机进行对比。结果显示，在保持动力性的同时，相同时间内纯电动装载机进行V型铲装作业的效率较柴油装载机提升8.7%，折算成本约为柴油装载机的35%。

本文提出了一种基于混合建模和平滑技术的磷酸铁锂（LFP）动力电池荷电状态（SOC）估计方法。首先针对SOC映射提出了一种新颖的物理模型结合机器学习（ML）模型的混合建模方法。该方法利用辨识的等效电路模型（ECM）参数有效地消除了内阻和RC网络对SOC映射建模的影响。通过混合建模，该方法减少了ML模型需要拟合的电池动态，从而提高了SOC映射的精度并降低了估计波动。然后，考虑到基于ML的SOC映射模型可能产生不符合SOC变化规律的估计输出，本文设计了一种新颖的安时约束（AhC）平滑策略，用于对前述混合模型输出的SOC进行平滑处理。这一策略进一步提高了SOC估计的精度和稳定性。最后，在马里兰大学的LFP电池公共数据集上验证了该组合SOC估计方法的有效性。

无人机在现代军事，民用等应用方向上发挥重要的作用，动力系统是无人机发展的主要研究方向之一，文章在确定了四旋翼无人机混合动力质量及续航使用设计边界条件后，设计了无人机的飞行任务曲线，结合飞行动力与运动学得到系统动力需求，依此设计了串联混合动力系统，在MATLAB/SIMULINK仿真软件中搭建了混合动力系统的仿真模型，并设计了基于状态机和基于模糊控制的能量管理策略，仿真得到了不同能量管理策略下，混动系统各项参数在工作过程中变化关系与混动系统的经济性能。将同等起飞质量下的混动系统与纯电系统、纯燃油系统的性能进行对比，混合动力系统的续航性能远优于纯电系统，与纯燃油系统比较，两种能量管理策略下的混动系统的燃油消耗率分别低29.67%和30.36%。

基于柴油机国六阶段技术路线，各发动机厂均采用SCR闭环控制系统以提升氮氧化物（NOx）排放的鲁棒性。但是由于闭环控制系统存在多个影响尿素喷射量的修正变量，导致NOx排放一致性较差，对开发过程造成一定干扰。本文通过对SCR闭环控制系统的各环节进行调查，分析试验过程对排放结果的影响，得出通过制定严格试验流程的方式提升排放试验一致性的结论。

为更好地调节柴油机转速，优化转速超调和快速响应，提出一种改进的樽海鞘算法（Improved Slap Swarm Algorithm，ISSA）与比例积分微分（proportion integration differentiation，PID）控制器相结合地转速控制方法。搭建高压共轨柴油机实时仿真模型；针对樽海鞘算法存在的种群分布不均匀、易于陷入局部最优解等问题，提出将Logistic-Tent混沌映射、自适应参数、自适应动态惯性权重和精英策略以及动态反向策略引入樽海鞘算法中，增强了算法在全局和局部的搜索效率准确度。利用改进后的樽海鞘算法完成对柴油机模型的PID控制器参数整定。结果表明，ISSA具有较高的参数识别精度，增强了转速控制的稳定性，在转速和负荷突变时，超调量分别平均减少了30.3%以上和8.6%以上，稳定时间平均减少了0.76s以上和1.52s以上，明显改善了柴油机转速的控制品质。

碳烟颗粒的形成与化石燃料等的燃烧密切相关，碳烟颗粒可直接吸收和散射太阳辐射，也可在吸湿成云后影响辐射强迫，在地球气候系统中具有重要作用。本文基于MiniCAST、大气单颗粒采样器产生和采集碳烟颗粒，通过配有帕尔贴冷台的环境扫描电子显微镜（ESEM）原位实验系统在线监测碳烟颗粒吸湿过程，并基于原位实验结果确定了MiniCAST产生的碳烟颗粒的吸湿过程及临界条件。相关研究内容对于揭示碳烟颗粒微细观吸湿机理、评估碳烟颗粒的环境气候效应具有重要意义。

荷电状态（SOC）估计是电池管理系统（BMS）的主要功能之一。扩展卡尔曼滤波器（EKF）因其优越的性能，被广泛应用于锂离子电池荷电状态（SOC）估计中。在本文中，提出了一种改进的基于EKF的SOC估计算法，它结合了滑模观测器，相对于传统的EKF会有更好的估计稳定性和准确性。该算法结合了扩展卡尔曼滤波器和滑模观测器的优点，具有较好的鲁棒性。最后通过MATLAB仿真验证了该算法的有效性。结果表明，改进的EKF相比于传统的EKF，具有更好的估计精度，并且在估计过程中具有更好的收敛性。

本文在一台四缸四冲程火花点火发动机中研究了汽油掺氨和乙醇掺氨的燃烧和氮基污染物排放特性。结果表明：相比乙醇，汽油掺氨在发动机动力性和经济性方面更具优势，使用汽油/氨和乙醇/氨的氮基污染物排放规律相近；掺氨导致NOx排放大幅增加，受燃料型NOx温度正相关性、压力负相关影响，在λ = 1.0时NOx随点火提前而降低，而稀燃工况下温度对燃料型NOx的控制力有所增强，在λ = 1.2和1.4时NOx随点火提前而升高；NH3排放受狭隙效应和体积淬熄效应控制，且体积淬熄效应的影响随λ增加而增强； N2O排放受NH3低温氧化路径控制，随点火推迟和λ增加而增加。掺氨后，TWC在化学计量比下的NOx转化率降低，CO的转化率升高，高效区小幅向富燃区偏移。

根据船用柴油机数字化定义，从数字化仿真、数字化集成样机到数字孪生的发展进行综述，以便更好的理解数字化样机的定义。通过对船用柴油机数字化样机的构建方法、实现的功能以及达到的效果进行总结，重点叙述利用该数字化样机在设计阶段实现整机物理特性、性能、NVH、结构动力学、控制仿真等功能的预测和验证，在生产阶段实现零部件智能制造模拟、虚拟装配等功能。通过数字化样机的验证减少了整机和零部件开发的迭代过程，提高产品开发效率。最后对数字孪生样机的发展及应用进行概述，提出柴油机数字孪生样机的关键技术和发展展望。