混合动力汽车预测能量管理的性能和实用性在精度和计算效率方面高度依赖于对未来车辆速度的预测。在本文中，阐述了基于随机马尔可夫链速度预测方法的基本原理，分析了一阶马尔可夫模型的状态转移概率矩阵，并搭建了二阶马尔可夫预测模型用于对比。在CLTC-C截取工况段下的测试结果表明，在5 s速度预测时域内，一阶马尔可夫预测的平均误差为4.72 km/h，而二阶马尔可夫预测的平均误差为3.36 km/h，通过提高马尔可夫模型阶数，可以有效提高速度预测精度约28.8 %。为了提高预测精度，一阶马尔可夫模型可以扩展到二阶及更高阶。通过引入更多历史车速信息，马尔可夫状态数呈指数增长，这可以提高其状态转移概率矩阵的分辨率，从而获得更高的速度预测精度。

该研究基于AMESim仿真平台，对氢内燃机供氢系统的压力波动特性及其影响机制进行了深入分析。针对氢燃料特殊的物理性质和小分子特性所引发的系统压力波动问题，研究建立了包含氢气源、减压阀、电磁阀、手阀、氢气喷嘴和供氢管路在内的完整系统仿真模型。重点考察了不同工况条件下供氢系统的压力波动特性，阐明了压力波动与供氢轨道几何参数以及喷射控制策略之间的内在关联。研究结果表明，供氢管路中的压力波反射现象和流体动力学特性是造成系统不稳定的关键因素，而供氢管路的几何参数与氢气喷射策略均会对供氢系统压力波传播产生影响，并因为产生影响的不同最终导致对供氢系统压力波动特性产生不同程度上的影响。基于这一发现，研究深入研究了供氢轨道几何参数与喷射策略的改变对供氢系统压力波动特性造成影响的规律。仿真数据证实，改变几何参数与喷射策略会对压力波动特性产生不同规律的影响。该研究成果不仅为氢内燃机供氢系统设计提供了理论参考，同时也为后续相关实验研究和工程应用奠定了坚实基础。

调研分析了目前主要用于汽车混合动力系统的增程器的主要型式及扭振特性，以及存在的主要扭振问题，研究在多种稳态与非稳态运行工况下增程器轴系扭转振动特性分析方法和试验测试方法，提出采用新型液力扭转减振、发电机谐波主动控制等解决方案，确保增程器及其电机、齿轮传动轴系安全、可靠、低噪声运行，实际验证效果显著。

以自由活塞直线电机（Free-Piston Linear Generator，FPLG）为动力源的串联式模块化动力系统为研究对象，探索其母线电压稳定性与响应性随不同FPLG数量的变化规律。研究结果表明：随着FPLG数量增加，串联式模块化动力系统的直流母线电压的平均绝对百分比误差（Mean Absolute Percentage Error，MAPE）与平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）均呈现出先减小，后增大的趋势，且前期减小幅度比后期增大幅度大；母线电压第一次达到目标值的时间（Rise Time，T_r）则持续减小，且减小速率逐渐放缓，后期减小幅度基本可忽略不计。综合考虑，串联式模块化动力系统由7个FPLG组成时，母线电压稳定性最优，此时MAE为3.40V，MAPE为0.38%，T_r为0.018700s。

行驶循环能够反映车辆的真实行驶状况，建立行驶循环对于评估车辆的能量消耗以及排放具有重要意义。针对探测车越野场景下的行驶特性，提出了一种基于模型辅助优化的探测车越野多场景行驶循环构建框架，通过采集超过200小时的探测车行驶数据并进行分段与特征提取以及场景划分，实现了探测车多场景下行驶循环的构建，并针对4个分场景行驶循环进行了系统分析。结果表明，所提出行驶循环构建框架在面对探测车的复杂行驶数据时是有效的，构建的行驶循环具有较高精度且能够精确描述不同场景下探测车的行驶行为。

为提升混合船舶的能效水平，提出一种基于动态规划的能效综合优化方法。首先，建立了阻力模型、螺旋桨模型、齿轮箱模型、电机模型、发电机模型、柴油机模型和电池模型。然后，将能效综合优化问题公式化，其中优化目标为最小化温室气体排放，优化变量为航线、航速和能量流分配，约束条件考虑了航行约束、动力系统部件运行约束和功率平衡约束。而后，对能效综合优化的求解过程进行阐述。最后，以极地小型邮轮为模型船，充分考虑复杂的海洋环境开展案例分析。结果表明：相比于原始航行策略，所提方法提升能效百分比为5.91%。

永磁同步电机（PMSM）广泛应用于工业和新能源车辆中，最大转矩每安培（MTPA）控制方法是常用的控制技术，而虚拟信号注入方法（VSIM）是其中一种高精度MTPA技术。然而，VSIM存在收敛速度慢、稳定性差及计算复杂度高的问题。为了解决这些问题，提出了一种基于公式法与虚拟信号注入方法融合的PMSM控制策略（FVSIM）。该方法通过将小幅度正弦波注入PMSM的d轴和q轴反馈电流中，获得d轴补偿电流，并利用该补偿电流修正公式法的d轴控制电压。通过仿真验证，FVSIM在瞬态条件下能在0.005秒内稳定电流，而VSIM需要0.045秒；d轴电流偏差分别为1.2A和4.9A，FVSIM在q轴电流和定子电流的稳定性与响应性方面均优于VSIM。在突变负载情况下，FVSIM能够在0.002秒内使d轴电流稳定，电流波动范围为(-2.5±0.6)A，而VSIM分别为0.015秒和-4.4A至-7A。实验结果验证了FVSIM在提高响应特性、电流稳定性及鲁棒性方面的有效性，具有显著的应用价值。

混动稀燃汽油机是汽车节能减排最有效的动力系统，但尾气排放问题不能使用三元催化器（TWC）有效解决。本文设计了由氧化催化器（OC）、汽油机颗粒捕集器（GPF）、选择性还原催化器（SCR）及尿素喷射装置组成的后处理排放控制系统，在一台1.5L三缸稀燃汽油机上试验研究了其对不同工况及空燃比排气的排放控制特点。首先对比了氧化型催化器采用三种OC涂覆方案（TWC、汽油机氧化型GOC、TWC+GOC分段）对HC、CO的转化效率，其次对不同SCR催化剂配方的NOx转化效率进行了研究。结果表明：稳态工况各空燃比条件下，三种氧化型催化器对HC和CO的转化效率均很高。但在冷启动过程，当量比排气下，TWC对HC和CO污染物转化效率高于GOC，而在稀燃工况下，GOC表现更好，TWC+GOC分段涂覆方案在不同当量比和工况下对HC和CO的转化效率均能达到较高水平。在稀燃发动机的绝大多数工况，SCR对NOx都可以实现95%以上的高转换效率，进一步优化SCR催化剂配方后，500℃以上高排温工况下的NOx转化效率也获得大幅提升。

为满足水下舱盖高精度位移与角度控制需求，本文针对其启闭液压系统的动态特性展开研究。采用电液比例调速阀控制液压回路，建立了系统的数学模型与一维仿真模型，重点研究了比例阀压力补偿器参数对系统响应特性的影响机理。通过试验验证，仿真模型具有较高准确性，仿真结果与试验数据的误差在2%以内，同时比例阀滞环指标满足系统精度要求（＜1%）。研究发现：仅提升压力补偿器弹簧预紧力，由37 N增至79 N，使系统阶跃响应时间加快1.5%由9.85 s缩短至9.70 s；缩短压力补偿器行程限位同步增大预紧力且优化补偿器动态响应，但导致流量供给不足，系统响应时间反而延长约1.1%。本研究为水下舱盖液压启闭系统的多目标优化及控制策略优化提供了重要的理论依据。

文章针对混联式混合动力船舶，基于动力系统核心部件参数，在 MATLAB/Simulink 平台搭建了整船仿真模型，并提出基于双层等效燃油消耗最小化策略（ECMS）的能量管理策略。该策略将系统分为推进层与电网层，推进层基于工作模式设计固定等效因子，确保动力输出与工况需求适配；电网层采用模糊逻辑控制设计自适应等效因子以动态调整，并将该策略与基于规则的能量管理策略对比。结果显示，双层ECMS不仅实现了混联式混合动力系统功率的合理分配，还使得总燃油消耗量降低2.41%；发动机工况点更靠近高效率区间，运行经济性显著优化；SOC实现有效调控，提升了系统能效。