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基于CAN總線的混合動力汽車輔助動力單元系統(tǒng)與控制策略研究

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時間:2024-08-18 16:32:59
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基于CAN總線的混合動力汽車輔助動力單元系統(tǒng)與控制策略研究【摘要】:城市公共交通擁擠,客車時走時停,行車速度慢,污染極其嚴(yán)重。在這種情況下,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車油耗和排放都很差,而混合

【摘要】: 城市公共交通擁擠,客車時走時停,行車速度慢,污染極其嚴(yán)重。在這種情況下,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車油耗和排放都很差,而混合動力系統(tǒng)正可以發(fā)揮其優(yōu)勢。 我國有關(guān)部門把混合動力列為“863”計劃電動車專項主攻技術(shù)之一。天津市科委負責(zé),由吉林大學(xué)和天津市清源電動車有限公司承擔(dān)了“混合動力公交客車研究與開發(fā)”項目,本文即圍繞此項目進行研究工作。并對混合動力汽車控制策略進行了進一步的研究。 首先,確定和構(gòu)建了混合動力客車的整個結(jié)構(gòu)和控制網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),提出了基于CAN總線的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計思想,并制定了混合動力汽車CAN總線應(yīng)用層協(xié)議。并且進行CAN總線的智能節(jié)點的設(shè)計,該智能節(jié)點已經(jīng)在柴油發(fā)電機組上實現(xiàn),并在與其它控制器的臺架實驗中取得了良好的通信效果。實驗結(jié)果表明,該智能節(jié)點具有實時性好、擴展性能好、可靠性高、抗干擾能力強等特點,初步達到較高的性能指標(biāo)。 其次,在對混合動力城市公交車驅(qū)動系統(tǒng)的選型設(shè)計的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于CAN總線的混合動力城市公交車APU控制系統(tǒng)。設(shè)計了輔助動力電控單元的硬件系統(tǒng)和控制軟件。采用16位微處理器及外圍子系統(tǒng),控制程序的分層式模塊化設(shè)計使各功能模塊可根據(jù)需要靈活變動,便于調(diào)試。由于電動汽車存在的特殊的電磁兼容問題,為了保證動力輔助動力單元控制器的可靠性,從形成電磁干擾的途徑出發(fā),在硬件和軟件中分別采用了不同的抗干擾措施,提高了APU運行的可靠性和穩(wěn)定性。經(jīng)臺架實驗表明,在APU的控制下發(fā)動機運行平穩(wěn),并達到了節(jié)能和低排放的目的。 第三,對串聯(lián)式混合動力控制策略進行了深入研究,以電池充放電平衡和發(fā)動機燃油經(jīng)濟性為目標(biāo),提出了模糊邏輯控制策略和與分形相結(jié)合的分形模糊控制策略,同時對基于分形模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略進行了探討性研究。并應(yīng)用ADVISOR 2002仿真軟件建立控制模型,通過多種道路循環(huán)和不同的控制策略進行仿真分析。仿真結(jié)果表明,模糊控制策略和分形模糊控制策略相對于功率跟隨控制策略,混合動力車燃油經(jīng)濟性和排放性都得到了提高,并保持電池SOC的變化在誤差范圍內(nèi)。模糊邏輯控制策略得到了比其他現(xiàn)有控制算法更好的控制目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】:混合動力汽車 輔助動力單元 CAN通訊 控制策略
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號】:U469.7
【目錄】:
  • 提要5-11
  • 第一章 緒論11-34
  • 1.1 混合動力汽車概述11
  • 1.2 混合動力汽車的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-16
  • 1.2.1 混合動力汽車的國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
  • 1.2.2 混合動力汽車的國外發(fā)展概況13-14
  • 1.2.3 現(xiàn)階段中國混合動力車的發(fā)展趨勢14-16
  • 1.3 CAN 總線在混合動力汽車中的應(yīng)用16-21
  • 1.3.1 CAN 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的內(nèi)容與基本原理16-18
  • 1.3.2 CAN 總線在汽車中的應(yīng)用所具有的優(yōu)勢18-19
  • 1.3.3 CAN 通訊在汽車中的應(yīng)用19-21
  • 1.4 混合動力汽車控制策略研究現(xiàn)狀21-30
  • 1.4.1 混合動力汽車種類特點及其應(yīng)用22-24
  • 1.4.2 串聯(lián)型混合動力汽車的控制策略24-25
  • 1.4.3 并聯(lián)混合動力汽車的控制策略25-28
  • 1.4.4 混聯(lián)式混合動力汽車控制策略28-30
  • 1.5 國內(nèi)外混合動力電動汽車仿真軟件的發(fā)展現(xiàn)狀30-32
  • 1.6 本論文的研究意義及主要內(nèi)容32-33
  • 1.7 本文內(nèi)容安排33-34
  • 第二章 混合動力汽車CAN 總線協(xié)議制定及通訊性能研究34-55
  • 2.1 CAN 總線協(xié)議和SAEJ1939 協(xié)議34-41
  • 2.1.1 CAN 總線特點和通信協(xié)議34-36
  • 2.1.2 現(xiàn)代汽車核心技術(shù)——SAE J193936-41
  • 2.2 混合動力汽車的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)41-43
  • 2.3 應(yīng)用SAEJ1939 的混合動力客車通信協(xié)議43-50
  • 2.3.1 CAN 網(wǎng)絡(luò)物理層協(xié)議的設(shè)計44-47
  • 2.3.2 CAN 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的制定47-50
  • 2.4 CAN 總線通信性能研究50-53
  • 2.4.1 CAN 通信實時性的研究50-51
  • 2.4.2 CAN 總線通信負載的研究51-53
  • 2.5 本章小結(jié)53-55
  • 第三章 輔助動力單元控制系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)55-65
  • 3.1 混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的方案確定55
  • 3.2 混合動力客車動力總成參數(shù)選擇55-59
  • 3.2.1 發(fā)動機-發(fā)電機組功率的確定56-58
  • 3.2.2 電機參數(shù)的確定58
  • 3.2.3 電池參數(shù)的確定58-59
  • 3.3 整車參數(shù)的確定59-61
  • 3.4 APU 系統(tǒng)控制器原理及實現(xiàn)61
  • 3.5 APU 系統(tǒng)控制策略的實現(xiàn)61-64
  • 3.6 本章小結(jié)64-65
  • 第四章 輔助動力單元控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計65-77
  • 4.1 輔助動力單元硬件整體設(shè)計65-66
  • 4.2 混合動力汽車輔助動力單元硬件電路設(shè)計66-67
  • 4.3 APU 控制器的模塊化設(shè)計67-74
  • 4.3.1 微控制器模塊69
  • 4.3.2 數(shù)據(jù)采集模塊69-71
  • 4.3.3 功率驅(qū)動與保護模塊71-72
  • 4.3.4 通訊模塊72-73
  • 4.3.5 電源模塊73-74
  • 4.4 APU 控制器硬件可靠性設(shè)計74-75
  • 4.4.1 抗干擾74-75
  • 4.4.2 可靠性75
  • 4.4.3 元器件布局75
  • 4.4.4 CAN 總線系統(tǒng)的抗干擾性75
  • 4.5 本章小結(jié)75-77
  • 第五章 輔助動力單元控制系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)77-90
  • 5.1 輔助控制單元APU 主程序77-78
  • 5.2 輔助控制單元APU 基本模塊78-83
  • 5.2.1 初始化模塊78-79
  • 5.2.2 A/D 轉(zhuǎn)換模塊79
  • 5.2.3 轉(zhuǎn)速測控模塊79-80
  • 5.2.4 控制模塊80-82
  • 5.2.5 PWM 輸出模塊(驅(qū)動模塊)82-83
  • 5.3 CAN 總線收發(fā)模塊83-87
  • 5.3.1 CAN 控制器AN82527 的初始化83-84
  • 5.3.2 報文的接收與發(fā)送84-86
  • 5.3.3 內(nèi)燃發(fā)電系統(tǒng)控制器控制過程的參數(shù)表86-87
  • 5.4 系統(tǒng)軟件抗干擾措施87-89
  • 5.4.1 數(shù)字信號濾波87
  • 5.4.2 掉電保護87-88
  • 5.4.3 程序運行失常的軟件抗干擾措施88
  • 5.4.4 主程序入口檢查88-89
  • 5.4.5 模塊間設(shè)置標(biāo)志法89
  • 5.4.6 異常情況軟件處理89
  • 5.5 本章小結(jié)89-90
  • 第六章 輔助動力單元控制系統(tǒng)試驗研究90-100
  • 6.1 發(fā)動機性能試驗90-91
  • 6.2 APU 系統(tǒng)性能實驗91-98
  • 6.3 本章小結(jié)98-100
  • 第七章 串聯(lián)混合動力汽車控制策略研究100-135
  • 7.1 仿真軟件ADVISOR 原理和功能100-101
  • 7.2 串聯(lián)型混合動力汽車的控制策略研究101-112
  • 7.2.1 恒溫器控制模式102-103
  • 7.2.2 功率跟隨式控制模式103-112
  • 7.3 串聯(lián)型混合動力汽車的智能控制策略的設(shè)計與仿真112-133
  • 7.3.1 人工智能控制理論112-121
  • 7.3.2 基于模糊邏輯控制策略的設(shè)計與仿真121-129
  • 7.3.3 基于與分形相結(jié)合的模糊邏輯控制策略的設(shè)計與仿真129-133
  • 7.4 本章小結(jié)133-135
  • 第八章 全文總結(jié)及工作展望135-137
  • 8.1 全文工作總結(jié)135-136
  • 8.2 工作展望136-137
  • 參考文獻137-147
  • 附錄 1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄147-148
  • 附錄 2 攻讀博士學(xué)位期間參加的課題148-149
  • 摘要149-151
  • ABSTRACT151-153
  • 致謝153


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基于故障樹分析法診斷車輛CAN通信總線短路故障    高惠民;

奧丁純電動汽車CAN總線系統(tǒng)及應(yīng)用層協(xié)議的開發(fā)    厲蕊;

基于CAN總線的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化研究    馮習(xí)賓;

控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議技術(shù)隱患分析    北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院2006級碩士研究生 劉亞飛

基于CAN總線的食品包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計    金鳳蓮 張慢

淺議高考題中對情態(tài)動詞can may的考察    臺前縣第一高級中學(xué) 萬吉磊

CAN總線及其在艾默生CT PLC上的應(yīng)用    李敏

公司信息    山西廣瑞 武志霞

Catch me if you can 追擊金融欺詐    Ashok Hedge 李雪 編譯

“Yes, We can!”    尹薇

中大股份:持續(xù)成長的奧秘    李英 童昌華

ICNN中國何以要爭一席之地    本報記者 徐鋒

錢天白 中國Internet第一人    本報記者 何沙洲 何涌海

甲基汞致腦發(fā)育損傷及PKC和CaN介導(dǎo)的細胞周期負向調(diào)控    胡桂芹

CAN協(xié)議車載網(wǎng)絡(luò)若干關(guān)鍵理論研究    曹萬科

基于CAN網(wǎng)絡(luò)控制的新型信息顯示系統(tǒng)研究    束根榮

轎車信息集中控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究    金海松

免疫抑制劑致慢性移植腎腎病的非免疫學(xué)機理研究    高銳

基于CAN的DNC系統(tǒng)單元級設(shè)備通信與實時調(diào)度    蔡慧林

履帶式智能全液壓推土機關(guān)鍵技術(shù)研究    王永奇

輪式驅(qū)動電動車控制系統(tǒng)的研究    葛英輝

心肌缺血/再灌注損傷及鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶信號通路的調(diào)控作用    馮星

NFAT蛋白各亞型在非小細胞肺癌組織中的表達及其臨床意義    趙守華

基于dsPIC6014的CAN總線高低溫箱監(jiān)控系統(tǒng)    鄭保磊

基于CAN總線技術(shù)的輻射監(jiān)測系統(tǒng)的研制    唐浩波

基于CAN總線的新型可編程控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    鄧志華

Ca2+/CaN途徑在懸吊再負荷大鼠肌纖維類型轉(zhuǎn)化中的作用    吳金富

車載CAN網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)    薛元

基于USB接口的CAN總線通信適配器的研究和應(yīng)用    孫超

制瓶機中永磁同步電機的控制研究    鄭黎

基于雙CAN總線的監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計    陶太平

基于CAN總線的汽車集控中心單元的研發(fā)    陳家源

彈載遙測系統(tǒng)CAN總線地面測試平臺的設(shè)計與實現(xiàn)    于曉光