混合動力汽車機(jī)械制動與再生制動系統(tǒng)最佳制動轉(zhuǎn)矩控制

【摘要】：保證混合動力汽車制動安全性和穩(wěn)定性的前提下，如何實(shí)現(xiàn)最佳的制動效果以及最大限度能量回饋，是混合動力汽車制動控制系統(tǒng)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。本論文針對混合動力汽車制動系統(tǒng)制動安全性和穩(wěn)定性以及能量回饋的控制問題，主要研究了基于制動系統(tǒng)模型的考慮滑移率的最佳制動轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)及其由機(jī)械制動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問題。 首先考慮汽車制動過程的安全性和側(cè)向穩(wěn)定性，研究基于滑移率的最佳制動轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)問題。主要考慮了實(shí)際工況中車速不可測，因輪胎結(jié)構(gòu)、外界干擾、車速等因素產(chǎn)生的路況未知問題，設(shè)計(jì)了一種全維狀態(tài)觀測器，然后基于觀測器并利用自適應(yīng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)了最佳制動轉(zhuǎn)矩。對觀測器的收斂性給出了理論分析和仿真驗(yàn)證，同時(shí)給出了最佳制動轉(zhuǎn)矩作用下，制動系統(tǒng)的滑移率和附著系數(shù)在不同附著系數(shù)路面下均都能控制在最佳值附近的理論分析與仿真驗(yàn)證。 然后研究混合動力汽車緊急制動過程中，考慮制動安全性和側(cè)向穩(wěn)定性的最佳制動轉(zhuǎn)矩完全由液壓制動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的問題。由于液壓制動系統(tǒng)在實(shí)際工作過程中，存在外界干摩擦力和內(nèi)外壓強(qiáng)泄露造成的干擾以及液壓系統(tǒng)輪缸活塞的速度不可測的問題，利用非線性系統(tǒng)Backstepping設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了基于降維觀測器具有干擾抑制的動態(tài)輸出反饋制動轉(zhuǎn)矩跟蹤控制器，理論分析和仿真結(jié)果均證明了液壓制動系統(tǒng)實(shí)際輸出的制動轉(zhuǎn)矩能夠準(zhǔn)確跟蹤最佳制動轉(zhuǎn)矩。 其次研究了最佳制動轉(zhuǎn)矩由機(jī)械A(chǔ)OH制動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)的問題。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣壓制動系統(tǒng)AOH模型以及能量回饋系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型，分別設(shè)計(jì)AOH制動轉(zhuǎn)矩和再生制動轉(zhuǎn)矩的協(xié)調(diào)控制器，進(jìn)行制動轉(zhuǎn)矩的合理分配。理論分析和仿真研究均表明，所提出的控制方案能保證混合動力汽車制動過程中的安全性并能實(shí)現(xiàn)能量回饋的目的。 【關(guān)鍵詞】：最佳制動轉(zhuǎn)矩 滑移率 機(jī)械制動系統(tǒng) 再生制動系統(tǒng) 自適應(yīng)控制 觀測器
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的研究背景與意義10-11
• 1.2 混合動力汽車制動技術(shù)的研究概述11-14
• 1.2.1 HEV 機(jī)械制動技術(shù)的研究狀況11-13
• 1.2.2 HEV 再生制動技術(shù)的研究狀況13-14
• 1.3 混合動力汽車制動系統(tǒng)控制算法概述14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 基于觀測器的最佳制動轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)17-38
• 2.1 汽車制動過程的動態(tài)特性17-21
• 2.1.1 輪胎的動力學(xué)模型17-19
• 2.1.2 滑移率模型19-20
• 2.1.3 車輛的單輪動力學(xué)模型20-21
• 2.2 基于車輛速度觀測器的最佳制動轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)21-26
• 2.2.1 車輛速度觀測器的設(shè)計(jì)22-24
• 2.2.2 最佳制動轉(zhuǎn)矩的設(shè)計(jì)24-26
• 2.3 仿真研究26-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 基于液壓制動系統(tǒng)的最佳制動轉(zhuǎn)矩控制38-50
• 3.1 液壓制動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型38-40
• 3.2 控制問題的形成40-41
• 3.3 基于降維觀測器的液壓制動轉(zhuǎn)矩動態(tài)輸出反饋控制41-44
• 3.4 仿真研究44-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于 AOH 制動和再生制動系統(tǒng)的最佳制動轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制50-62
• 4.1 機(jī)械 AOH 制動和再生制動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型50-54
• 4.1.1 AOH 氣壓制動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型51-53
• 4.1.2 永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型53-54
• 4.2 控制問題的形成54
• 4.3 AOH 機(jī)械制動轉(zhuǎn)矩的跟蹤控制54-56
• 4.4 再生制動轉(zhuǎn)矩的跟蹤控制56-57
• 4.5 仿真研究57-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果69-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71

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