基于系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)的功率分流式混合動(dòng)力汽車控制算法開發(fā)

【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境污染已然成為了當(dāng)今時(shí)代的眾多主題之一，因此人們也在不斷尋找能源新的解決方案；汽車作為人類重要的交通工具，已經(jīng)伴隨人類度過了百年的時(shí)光，同時(shí)也給環(huán)境和能源積壓了很大壓力。電動(dòng)汽車很有可能成為汽車發(fā)展的最終方向，但是由于電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)的限制，電動(dòng)汽車在性能和價(jià)位上始終還是不能和傳統(tǒng)汽車相比擬。而混合動(dòng)力汽車作為傳統(tǒng)汽車向電動(dòng)汽車過度的中間形式，目前仍然具有十分重要的研究價(jià)值?？刂扑惴ㄊ腔旌蟿?dòng)力汽車的核心部分，本文主要針對(duì)功率分流式構(gòu)型做算法優(yōu)化研究。 由于功率分流式混合動(dòng)力汽車能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩雙解耦，因此目前研究的最多的算法是基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線控制算法；雖然此算法能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)這一單一動(dòng)力源瞬時(shí)的效率處于最優(yōu)，而對(duì)于由發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、行星齒輪傳動(dòng)系組成的系統(tǒng)而言，瞬時(shí)效率并不一定最高。對(duì)于任何整車瞬時(shí)狀態(tài)，必然存在一個(gè)系統(tǒng)最高效的點(diǎn)，此時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性最好。本文引入最佳分離因子這一狀態(tài)變量來尋找系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)點(diǎn)，并且開發(fā)基于系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)的控制算法。據(jù)此，本文主要做了以下幾個(gè)部分的研究內(nèi)容： 1，選擇一款功率分流式混合汽車仿真模型，基于機(jī)電一體化開發(fā)軟件AMESim搭建整車仿真物理模型。模型主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)MG1、電機(jī)MG2、行星傳動(dòng)系、汽車動(dòng)力學(xué)等模塊。 2，在SIMUlink軟件之上開發(fā)出基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線整車能量管理算法，利用simulink-AMESim聯(lián)合仿真平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)合仿真。算法主要包括整車模式切換、不同模式下的各個(gè)動(dòng)力源扭矩管理，能量回收策略等等。 3，依據(jù)分離因子理論，結(jié)合汽車參數(shù)，開發(fā)最佳分離因子的確定方法，依據(jù)此方法開發(fā)出尋找最佳分離因子的算法。并離線計(jì)算得到整車不同狀態(tài)下的最佳分離因子數(shù)表，以此即可作為系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)控制算法的控制依據(jù)。 4，開發(fā)基于系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)控制策略，對(duì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線控制算法進(jìn)行優(yōu)化；此算法基于最佳分離因子數(shù)表開發(fā)。然后做SIMUlink-AMESim聯(lián)合仿真，得到仿真結(jié)果。對(duì)比基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線控制算法和基于瞬時(shí)系統(tǒng)最優(yōu)控制算法的仿真結(jié)果，驗(yàn)證基于瞬時(shí)最優(yōu)控制算法在性能上的提到效果。 【關(guān)鍵詞】：功率分流式混合動(dòng)力汽車 最佳分離因子 發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線 能量管理 算法優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 混聯(lián)式（功率分流）混合動(dòng)力汽車12
• 1.2 功率分流式混合汽車控制算法國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 非行星排式混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制算法國內(nèi)研究狀況12-14
• 1.2.2 行星排式混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制算法國內(nèi)研究狀況14-15
• 1.3 功率分流式混合汽車控制算法國外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本論文研究的意義17-18
• 1.5 論文的主要內(nèi)容及工作18-20
• 1.5.1 研究目標(biāo)18
• 1.5.2 研究內(nèi)容18-20
• 第2章 基于 AMESIM 軟件整車物理模型的搭建20-36
• 2.1 第三代普銳斯 EVT 構(gòu)型動(dòng)力學(xué)分析20-23
• 2.2 建模需要的一些基本參數(shù)23-28
• 2.3 整車模型的搭建28-34
• 2.3.1 基于 AMESim 搭建的單自由度汽車動(dòng)力學(xué)模型28-29
• 2.3.2 基于 AMESim 搭建的傳動(dòng)系模型29-30
• 2.3.3 基于 AMESim 搭建的各個(gè)動(dòng)力源模型30-33
• 2.3.4 基于 AMESim 搭建的整車模型33-34
• 2.4 本章總結(jié)34-36
• 第3章 基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線的整車控制策略開發(fā)36-54
• 3.1 整車工作模式分析36-42
• 3.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率和車速關(guān)系36-38
• 3.1.2 電機(jī) MG1 穩(wěn)態(tài)特性38-39
• 3.1.3 電機(jī) MG2 驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)特性39-40
• 3.1.4 發(fā)動(dòng)機(jī)起停控制40-41
• 3.1.5 整車工作模式門限41-42
• 3.2 基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線控制算法開發(fā)42-48
• 3.2.1 整車控制流程43-46
• 3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制46-47
• 3.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率控制47-48
• 3.3 基于 SIMUlink 算法實(shí)現(xiàn)及聯(lián)合仿真驗(yàn)證48-53
• 3.4 本章總結(jié)53-54
• 第4章 最佳分離因子確定方法和系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)控制策略開發(fā)54-86
• 4.1 分離因子的引入54-57
• 4.2. 分離因子的意義57-60
• 4.2.1 基本意義57-58
• 4.2.2 分離因子在控制上的作用58-60
• 4.3. 分離因子范圍的確定60-63
• 4.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍和分離因子的關(guān)系61-62
• 4.3.2 電機(jī) MG1 轉(zhuǎn)速范圍和分離因子的關(guān)系62-63
• 4.4. 最佳分離因子確定方法63-70
• 4.4.1 最佳分離因子尋找依據(jù)63-65
• 4.4.2 電系統(tǒng)平均效率最佳分離因子確定方法65
• 4.4.3 根據(jù)汽車狀態(tài)尋找分離因子的取值范圍65-66
• 4.4.4 對(duì)分離因子取值范圍進(jìn)行離散化66
• 4.4.5 計(jì)算不同分離因子 ( k)下的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)66-67
• 4.4.6 求取發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性值 be k 和整車燃油消耗 FC（ k ）67
• 4.4.7 尋找此時(shí)的最佳分離因子 opt67-70
• 4.5 考慮電機(jī)瞬時(shí)效率最佳分離因子確定方法70-79
• 4.5.1 確定某一分離因子 ( k)下的三動(dòng)力源工作轉(zhuǎn)速70-71
• 4.5.2 確定某一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 e( k)下的輸出扭矩范圍并離散71-72
• 4.5.3 確定電機(jī) MG1 的輸出扭矩和功率序列72-73
• 4.5.4 在 Pg ( k , r )下確定電機(jī) MG2 功率和扭矩范圍并離散73-76
• 4.5.5 在 Pg ( k , r )下尋找電機(jī) MG2 的合適工作狀態(tài)76
• 4.5.6 滿足整車需求功率 P 的三動(dòng)力源工作點(diǎn)76-77
• 4.5.7 確定最佳分離因子77-79
• 4.6 基于離線計(jì)算結(jié)果開發(fā)最優(yōu)控制策略79-84
• 4.6.1 離線尋找最佳分離因子79-84
• 4.6.2 系統(tǒng)最優(yōu)控制策略開發(fā)84
• 4.7 本章總結(jié)84-86
• 第5章 仿真驗(yàn)證86-93
• 5.1 基于 SIMUlink 的系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)控制算法開發(fā)86-87
• 5.2 離線仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析87-91
• 5.3 本章總結(jié)91-93
• 第6章 全文總結(jié)及展望93-96
• 6.1 全文總結(jié)93-94
• 6.2 研究展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-101
• 作者簡介及研究成果101-102
• 致謝102

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

國外電動(dòng)汽車的發(fā)展戰(zhàn)略    王宇寧 ,姚磊 ,王艷麗

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研發(fā)實(shí)踐    任勇,秦大同,楊亞聯(lián),楊陽

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略研究綜述    楊宏亮,陳全世

基于AMESim和Simulink的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的聯(lián)合仿真    王康康;唐嵐;黎長青;

基于Simulink-AMESim聯(lián)合仿真的混合動(dòng)力客車再生制動(dòng)系統(tǒng)分析    王鵬宇;王慶年;胡安平;于遠(yuǎn)彬;

豐田PRIUS混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)分析與建模    趙曉靜;武一民;王海霞;

并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配    彭濤,陳全世,田光宇,李海晨

混聯(lián)式混合動(dòng)力車多能源動(dòng)力控制系統(tǒng)的開發(fā)    周磊;羅禹貢;楊殿閣;李克強(qiáng);連小珉;

中國“十五”電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)進(jìn)展綜述    萬鋼;

AMESim與Matlab/Simulink聯(lián)合仿真接口技術(shù)應(yīng)用研究    陳宏亮;李華聰;

混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制    于永濤

ISG型混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能仿真    劉靈芝;

電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制策略研究    李國斐;林逸;何洪文;

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及仿真    張林;杜子學(xué);文孝霞;欒彥龍;周均;

電力工業(yè)與純電動(dòng)轎車發(fā)展的相關(guān)性考證    王剛;周榮;喬維高;

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力控制策略仿真研究    丁峻強(qiáng);唐嵐;王圓圓;謝林;

基于城市循環(huán)工況的混合動(dòng)力客車經(jīng)濟(jì)性仿真及試驗(yàn)研究    方華;顧力強(qiáng);

混聯(lián)式混合動(dòng)力客車動(dòng)力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性臺(tái)架試驗(yàn)仿真研究    劉振峰;顧力強(qiáng);方華;

混合動(dòng)力汽車控制策略研究進(jìn)展    歐健;張勇;陳寶;鄧國紅;張志遠(yuǎn);

微混合動(dòng)力城市客車動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配    黃大星;何仁;李麗群;

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車扭矩管理的模糊控制與仿真    趙樹恩,李玉玲

基于AMEsim／Simulink的電液位置／力混合控制仿真研究    鮮麟波;楊鋼;傅曉云;李寶仁;

混合動(dòng)力電動(dòng)車在特拉卡上的應(yīng)用    崔智全;崔勝民;張京明;

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)的建模和仿真    高愛云;付主木;

淺述電動(dòng)汽車的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)    李曉勤;魯植雄;逄小鳳;

混合動(dòng)力汽車的發(fā)展與應(yīng)用    文少波;鄒政耀;

智能環(huán)境友好型汽車新概念    

燃料電池增程式微型電動(dòng)車制動(dòng)能量回收研究    周蘇;何璐;牛繼高;

基于純扭轉(zhuǎn)模型的行星齒輪系統(tǒng)固有振動(dòng)特性仿真分析    張立軍;朱文棟;

由Better Place破產(chǎn)引發(fā)的電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展思考    朱笛;葉倩;袁建森;

基于混合系統(tǒng)理論的混合動(dòng)力客車控制策略和參數(shù)優(yōu)化研究    尹安東

混合動(dòng)力汽車雙機(jī)械端口電機(jī)及其控制系統(tǒng)研究    龐珽

氣動(dòng)燃油混合動(dòng)力車混合效能分析及其電控氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究    陳平錄

液壓挖掘機(jī)并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略研究    林瀟

浮力擺式波浪能發(fā)電裝置關(guān)鍵技術(shù)研究    張大海

電動(dòng)輪汽車制動(dòng)集成控制策略與復(fù)合ABS控制研究    王吉

插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略研究    張冰戰(zhàn)

基于電驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器（EMT）的Plug_in并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)研究    曹正策

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量優(yōu)化管理策略研究    申彩英

裝載機(jī)并聯(lián)液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制策略研究    石榮玲

大功率電動(dòng)汽車多功能智能快速充電機(jī)的研究    高麗麗

船用汽輪循環(huán)泵動(dòng)態(tài)仿真與優(yōu)化    萬晨

鋰離子動(dòng)力電池企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    趙海龍

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)模糊優(yōu)化控制策略的研究    盧顯凎

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制策略研究    張宇

基于橫擺力矩和變滑轉(zhuǎn)率聯(lián)合控制的電子差速控制系統(tǒng)研究    王強(qiáng)

氣動(dòng)機(jī)械手速度伺服控制系統(tǒng)的研究    李慶

盾構(gòu)掘進(jìn)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究    周如林

混合動(dòng)力挖掘機(jī)的建模與控制策略研究    宋賢云

大型履帶式起重機(jī)雙卷揚(yáng)同步控制系統(tǒng)研究    翟大鵬

無級(jí)變速汽車綜合控制策略的仿真研究    王紅巖,秦大同

混合電動(dòng)汽車的技術(shù)現(xiàn)狀    楊為琛,孫逢春

電動(dòng)汽車傳動(dòng)系參數(shù)設(shè)計(jì)及動(dòng)力性仿真    姬芬竹;高峰;吳志新;

混合動(dòng)力車輛的歸類方法研究    孫逢春,何洪文

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車機(jī)電耦合系統(tǒng)歸類分析    高建平;何洪文;孫逢春;

國外電動(dòng)汽車的發(fā)展戰(zhàn)略    王宇寧 ,姚磊 ,王艷麗

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車扭矩管理的模糊控制與仿真    趙樹恩,李玉玲

電動(dòng)車電池的開發(fā)現(xiàn)狀及展望    畢道治

電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收控制策略的研究    劉博 ,杜繼宏 ,齊國光

依ECE法規(guī)進(jìn)行汽車制動(dòng)力分配新方法    張立軍,朱博,賈云雷

金屬帶無級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)的關(guān)鍵問題研究    楊亞聯(lián)

并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制問題的研究    童毅

CVT混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)性能仿真與試驗(yàn)研究    譚強(qiáng)俊

石油危機(jī)下我國汽車動(dòng)力發(fā)展分析    錢顯毅;

每周新聞    

明天的汽車只需加水和鋁    俞輝;

汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)鑄件的浸滲技術(shù)    吳憩棠

汽車動(dòng)力使用壽命及其標(biāo)準(zhǔn)    梁和爭,孫琪

汽車動(dòng)力使用壽命初探    梁和爭 ,孫琪 ,郭錫全

基于遺傳算法的汽車動(dòng)力傳動(dòng)系匹配設(shè)計(jì)變量優(yōu)化    文孝霞,杜子學(xué)

汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向故障診斷與處理    于榮蒼,李榮林

2010漢高亞太汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)論壇在上海召開    

汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)臺(tái)的計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng)    林艷萍

燃料電池——未來的汽車動(dòng)力之源    湯雁;王九成;朱利寶;

2004年汽車工業(yè)主要企業(yè)(集團(tuán))利稅總額    

新一代“汽車”將在新世紀(jì)嶄露頭角(摘要)    費(fèi)振翼;

燃料電池——改變未來世界的新科技——燃料電池系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的研究    許谷;

氫燃料電池電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)研究    張炳力;徐德勝;方運(yùn)舟;

必須著力降低汽車對(duì)大氣的污染    曾祥生;

潤滑脂發(fā)展的良好機(jī)遇    姚立丹;楊海寧;

2006年中國汽車用汽油機(jī)市場(chǎng)發(fā)展分析    王祖德;

汽車空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)向    陳江平;

磺化聚苯醚的合成與膜拉伸對(duì)其電導(dǎo)率的影響    李翠華;管蓉;谷坤明;張培新;張黔玲;劉劍洪;

車機(jī)融合 大勢(shì)所趨    本報(bào)記者 劉曉冰

“國際汽車動(dòng)力與能源技術(shù)研討會(huì)”落下帷幕    記者劉堅(jiān)

黃正夏傾心未來汽車動(dòng)力    朱廣菁

襄樊汽車動(dòng)力與部件產(chǎn)業(yè)基地    張劍黃敏

長城汽車戰(zhàn)略牽手里卡多    本報(bào)記者 顧鑫

長城汽車牽手世界“著名發(fā)動(dòng)機(jī)公司”    記者 劉飛

明天會(huì)更好    本報(bào)記者 王青林

沖程轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)：未來的汽車動(dòng)力    毛黎

昌河、哈飛人事變動(dòng) 凸顯汽車企業(yè)整合之艱    劉彬彬

福田汽車 國際化戰(zhàn)略又邁一步    記者　武向暉

面向主觀評(píng)價(jià)的汽車動(dòng)力學(xué)建模研究    逄淑一

我國汽車產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作機(jī)制及演化研究    趙斯亮

面向主觀評(píng)價(jià)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與仿真研究    姬鵬

風(fēng)雨耦合作用下高速公路交通安全與控制策略研究    趙利蘋

汽車DCT智能控制及電控單元虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)研究    陳然

空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的探索性研究    劉昊

基于設(shè)計(jì)知識(shí)重用的集成產(chǎn)品快速開發(fā)技術(shù)的理論與實(shí)踐    齊元?jiǎng)?/span>

基于電動(dòng)輪汽車的制動(dòng)踏板行程模擬器及制動(dòng)平順性研究    鄭竹安

雙質(zhì)量飛輪軸系扭振分析與試驗(yàn)研究    吳飛

雙質(zhì)量飛輪減振系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)研究    周斌

汽車動(dòng)力技術(shù)軌道內(nèi)在演化規(guī)律研究    殷丹

基于傳動(dòng)系統(tǒng)效率的汽車燃油經(jīng)濟(jì)性研究    王熙

汽車性能模擬與道路行駛對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況簡化分析    李迎春

汽車傳動(dòng)系統(tǒng)匹配優(yōu)化方法研究與軟件系統(tǒng)研制    韓越

基于標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)速比優(yōu)化設(shè)計(jì)    張磊

我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    吳軍瑤

定子曲線的反求和汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵噪聲控制    葛曉陽

“銀座汽車”發(fā)展策略研究    孫華章

昌盛汽車有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目規(guī)劃    李劍

基于系統(tǒng)瞬時(shí)最優(yōu)的功率分流式混合動(dòng)力汽車控制算法開發(fā)    王文