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1. 发明公开

CN107288751A 自由活塞发动机活塞运动轨迹控制方法有权
公开(公告)号：CN107288751A
公开(公告)日：2017-10-24
申请号：CN201710621318.5
申请日：2017-07-27
申请人：吉林大学
发明人：刘迪 , 宫洵 , 史少云 , 胡云峰 , 许志国 , 陈虹
IPC分类号： F02B71/00 , F02B63/04 , F02D29/06 , F02D39/10
摘要：一种自由活塞发动机活塞运动轨迹控制方法，属于控制技术领域。本发明的目的是根据自由活塞内燃发电机的工作机理，在MATLAB环境下搭建自由活塞内燃发电机机理模型系统，能有效的对干扰进行补偿，保持自由活塞内燃发电机稳定运行的自由活塞发动机活塞运动轨迹控制方法。本发明步骤是：自由活塞发电机仿真模型的搭建；自由活塞发电机活塞轨迹控制；使活塞的轨迹跟踪上参考轨迹，参考轨迹为FPEG工作在驾驶员需要的负载下；建立面向控制的模型；线性二次型最优控制器的设计；扩张状态观测器的设计；不确定性补偿。本发明建立了系统面向控制的简化模型，提出了基于线性二次型（LQR）+扩张状态观测器（ESO）的活塞运动控制方法，通过调节循环喷油量来控制FPEG活塞运动轨迹。

2. 发明授权

CN115163296B 一种提高自由活塞内燃发电机燃烧效率及运行稳定性的系统和方法有权
公开(公告)号：CN115163296B
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202210820830.3
申请日：2022-07-13
申请人：北京理工大学
发明人：贾博儒 , 李健 , 左正兴 , 冯慧华 , 杨紫璇 , 林海涛
IPC分类号： F02B71/04 , F02D29/06 , F02B63/04 , F02D39/10 , F02B71/02 , F02N11/00
摘要：本发明公开了一种提高自由活塞内燃发电机燃烧效率及运行稳定性的系统，包括左侧自由活塞发动机、右侧自由活塞发动机、第一直线电机、第二直线电机、液压系统、采集控制系统；所述自由活塞发动机、直线电机、液压系统以及采集控制系统通过连杆、活塞、管路或线路相连接；本发明还公开一种提高自由活塞内燃发电机燃烧效率及运行稳定性的方法，本发明解决现有技术中自由活塞内燃发电机等容燃烧时间短，燃烧效率低的问题；此外，通过液压系统和第一直线电机的分级控制实现自由活塞内燃发电机的稳定运行和快速起动。

3. 发明授权

CN107288751B 自由活塞发动机活塞运动轨迹控制方法有权
公开(公告)号：CN107288751B
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201710621318.5
申请日：2017-07-27
申请人：吉林大学
发明人：刘迪 , 宫洵 , 史少云 , 胡云峰 , 许志国 , 陈虹
IPC分类号： F02B71/00 , F02B63/04 , F02D29/06 , F02D39/10
摘要：一种自由活塞发动机活塞运动轨迹控制方法，属于控制技术领域。本发明的目的是根据自由活塞内燃发电机的工作机理，在MATLAB环境下搭建自由活塞内燃发电机机理模型系统，能有效的对干扰进行补偿，保持自由活塞内燃发电机稳定运行的自由活塞发动机活塞运动轨迹控制方法。本发明步骤是：自由活塞发电机仿真模型的搭建；自由活塞发电机活塞轨迹控制；使活塞的轨迹跟踪上参考轨迹，参考轨迹为FPEG工作在驾驶员需要的负载下；建立面向控制的模型；线性二次型最优控制器的设计；扩张状态观测器的设计；不确定性补偿。本发明建立了系统面向控制的简化模型，提出了基于线性二次型（LQR）+扩张状态观测器（ESO）的活塞运动控制方法，通过调节循环喷油量来控制FPEG活塞运动轨迹。

4. 发明公开

CN115163296A 一种提高自由活塞内燃发电机燃烧效率及运行稳定性的系统和方法有权
公开(公告)号：CN115163296A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210820830.3
申请日：2022-07-13
申请人：北京理工大学
发明人：贾博儒 , 李健 , 左正兴 , 冯慧华 , 杨紫璇 , 林海涛
IPC分类号： F02B71/04 , F02D29/06 , F02B63/04 , F02D39/10 , F02B71/02 , F02N11/00
摘要：本发明公开了一种提高自由活塞内燃发电机燃烧效率及运行稳定性的系统，包括左侧自由活塞发动机、右侧自由活塞发动机、第一直线电机、第二直线电机、液压系统、采集控制系统；所述自由活塞发动机、直线电机、液压系统以及采集控制系统通过连杆、活塞、管路或线路相连接；本发明还公开一种提高自由活塞内燃发电机燃烧效率及运行稳定性的方法，本发明解决现有技术中自由活塞内燃发电机等容燃烧时间短，燃烧效率低的问题；此外，通过液压系统和第一直线电机的分级控制实现自由活塞内燃发电机的稳定运行和快速起动。

5. 发明专利

JPS4957217A 失效
公开(公告)号：JPS4957217A
公开(公告)日：1974-06-04
申请号：JP7701373
申请日：1973-07-07
IPC分类号： F02B3/06 , F02B71/04 , F02B75/02 , F02B75/04 , F02D39/10 , F04B31/00

6. 发明专利

JPS49124416A 失效
公开(公告)号：JPS49124416A
公开(公告)日：1974-11-28
申请号：JP8793573
申请日：1973-08-03
IPC分类号： F02D39/10 , F02B71/00 , F02M59/10

7. 发明专利

JPS49134108A 失效
公开(公告)号：JPS49134108A
公开(公告)日：1974-12-24
申请号：JP4821373
申请日：1973-04-27
IPC分类号： E02D7/12 , F02D39/10

8. 实用新型

JPS4120486Y1 失效
公开(公告)号：JPS4120486Y1
公开(公告)日：1966-10-04
申请号：JP3545066
申请日：1966-04-16
IPC分类号： F02D39/10 , F01B11/00

9. 发明授权

US4342920A Power plant and process utilizing gravitational force 失效
标题翻译：发电厂和利用重力的过程
公开(公告)号：US4342920A
公开(公告)日：1982-08-03
申请号：US197314
申请日：1980-10-15
申请人： Donald C. Bucknam
发明人： Donald C. Bucknam
IPC分类号： F02B1/04 , F02B71/04 , F03G6/06 , F03G7/00 , H02K7/18 , F02D39/10 , F03G7/02
CPC分类号： F03G6/06 , F02B71/04 , H02K7/1884 , F02B1/04 , F02B63/041 , Y02E10/46
摘要： A power plant and process for converting gas expanding and contracting energy sources into useful forms of energy and utilizing gravitational force, wherein a piston containing a magnet and able to free fall within an enclosed cylinder, having a non-magnetically-responsive center portion surrounded by an induction coil is repeatedly impelled upwards thereby inducing an alternating electric current in the coil. In the preferred embodiment, a mixture of fuel and air is ignited beneath the piston and compressed air is pumped into a reservoir in response to the piston's upwards motion. The reservoir of compressed air is then used to assist in expelling contaminated gases to increase the pressure of the air and gas mixture, and to serve as an additional source of stored energy. Four alternate embodiments are disclosed: the first injects and ignites fuel at both ends of the cylinder and has no compressed air reservoir, the second directs the heat of concentrated solar energy onto a liquid in the bottom of the cylinder to provide an expanding gas beneath the piston, the third burns hydrogen to create heat which vaporizes water to provide pressure for lifting the piston, after which the water vapor condenses, thus tending to leave a vacuum for assisting the piston downwards, and the fourth burns hydrogen at both ends of the cylinder.
摘要翻译：一种用于将气体膨胀和收缩能量转换成有用形式的能量并利用重力的发电厂和方法，其中包含磁体并且能够自由落入封闭圆筒内的活塞具有被非磁性响应的中心部分包围的能量感应线圈反复向上推动，从而引起线圈中的交流电流。在优选实施例中，燃料和空气的混合物在活塞下方点燃，并且响应于活塞向上运动而将压缩空气泵入储存器。然后使用压缩空气储存器来帮助排出受污染的气体，以增加空气和气体混合物的压力，并用作额外的储存能量源。公开了四个替代实施例：第一次在气缸的两端喷射和点燃燃料，并且没有压缩空气储存器，第二个将集中的太阳能的热引导到气缸底部的液体上，以在气缸的下方提供膨胀气体活塞，第三次燃烧氢气以产生蒸发水的热量以提供用于提升活塞的压力，之后水蒸汽冷凝，因此倾向于留下用于辅助活塞向下的真空，并且第四次在气缸两端燃烧氢。

10. 发明授权

US3859966A Linear balanced free piston machines 失效
标题翻译：线性平衡自由活塞机
公开(公告)号：US3859966A
公开(公告)日：1975-01-14
申请号：US33306973
申请日：1973-02-16
申请人： BRAUN ANTON
发明人： BRAUN ANTON
IPC分类号： F04B31/00 , F01B7/04 , F01B11/00 , F02B71/00 , F02D39/10
CPC分类号： F02B71/00 , Y10S60/91
摘要： The invention provides a novel class of linear balanced free piston machines which include a first movable assembly supported for reciprocating movement along an inner axis, at least two counterbalancing assemblies supported for individual reciprocating movement along respective separate paths spaced around the inner axis, and a corresponding plurality of separate synchronizing mechanisms individually connecting each counterbalancing assembly to the first movable assembly for simultaneous synchronized movement of the counterbalancing assemblies along their respective paths with component vectors of such movement directed at all times in the opposite direction to the movement of the first assembly. At least one of the movable assemblies includes a movable member of an energy absorbing device, such as a compressor, electric generator or pump. The parts are arranged and interrelated to maintain the common center of gravity of all moving masses of the apparatus at a substantially fixed location therein for all operating positions of the respective assemblies. Preferred arrangements of individual synchronizing levers and of a cooperating sealing member between such inner and outer movable assemblies are shown.
摘要翻译：本发明提供了一种新型的线性平衡自由活塞机，其包括支撑成沿着内轴线往复移动的第一可移动组件，至少两个平衡组件，其被支撑用于沿着围绕内轴线间隔开的各个独立路径进行单独的往复运动，多个单独的同步机构将每个平衡组件单独地连接到第一可移动组件，用于同时沿平行组件沿其相应路径的同步运动，同时这些运动的分量向量在与第一组件的运动相反的方向上始终指向。可移动组件中的至少一个包括诸如压缩机，发电机或泵的能量吸收装置的可移动构件。

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