混合動(dòng)力汽車模式切換過程轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)方法研究

【摘要】：混合動(dòng)力汽車因其出色的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能正被越來越廣泛地使用，然而混合動(dòng)力汽車由多種動(dòng)力源聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)使其結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得車輛有多種驅(qū)動(dòng)模式，從而在不同行駛工況下需要進(jìn)行模式切換。在模式切換過程中若不對(duì)不同動(dòng)力源的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)控制，將會(huì)影響車輛駕駛性能以及乘車舒適性。本文針對(duì)混合動(dòng)力汽車由純電動(dòng)模式向并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式切換這一過程，主要研究了該過程的動(dòng)力學(xué)建模、轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制方法以及轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器硬件設(shè)計(jì)。 首先，本文分析了混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了模式切換過程的動(dòng)力學(xué)模型。由于車輛從純電動(dòng)模式向并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式切換這一過程中存在著離合器的結(jié)合過程，帶來了離合器摩擦轉(zhuǎn)矩，會(huì)造成輸出總轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)和離合器的磨損，因此本文提出了以車輛縱向沖擊度與離合器滑磨功作為模式切換過程性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)這兩項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了模式切換過程開環(huán)控制的仿真結(jié)果，指出其存在的問題。 然后，針對(duì)模式切換時(shí)的過驅(qū)動(dòng)控制問題，提出了一種基于控制分配的轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制方法，該方法將控制器的設(shè)計(jì)分為了上層偽控制指令的規(guī)劃和下層的控制分配，上層偽控制指令的規(guī)劃采用顯式模型預(yù)測(cè)控制方法處理控制輸入的約束問題，離線求得控制率，避免了反復(fù)在線優(yōu)化；下層的控制分配采用最優(yōu)的分配方法，對(duì)實(shí)際控制量進(jìn)行了最優(yōu)分配，而后對(duì)系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析并在Matlab/Simulink軟件中搭建了控制系統(tǒng)仿真模型，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器的有效性，并討論了控制器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。 最后，進(jìn)行了轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器硬件設(shè)計(jì)。本文主要對(duì)控制器的接口電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)以保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性，分別對(duì)CAN(Controller Area Network)總線接口電路以及信號(hào)采集接口電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然后通過仿真和測(cè)試驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的電路功能，之后考慮到混合動(dòng)力汽車中惡劣的電磁環(huán)境，根據(jù)汽車電子的要求進(jìn)行了靜電放電測(cè)試、瞬態(tài)抗擾測(cè)試、容性耦合抗擾測(cè)試和BCI(BulkCurrent Injection)大電流測(cè)試，使得所設(shè)計(jì)的接口電路滿足電磁兼容要求。 【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力汽車 模式切換 轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào) 控制分配 顯式模型預(yù)測(cè)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第2章 混合動(dòng)力汽車模式切換過程建模及分析14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 混合動(dòng)力汽車模式切換過程建模14-18
• 2.2.1 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.2 動(dòng)力系統(tǒng)模式切換過程建模15-18
• 2.3 混合動(dòng)力汽車模式切換過程分析18-22
• 2.3.1 混合動(dòng)力汽車模式切換過程評(píng)價(jià)指標(biāo)18-19
• 2.3.2 混合動(dòng)力汽車模式切換過程開環(huán)控制仿真及分析19-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 模式切換過程轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制方法研究23-45
• 3.1 引言23
• 3.2 模式切換過程控制問題描述23-26
• 3.2.1 模式切換過程整體控制策略23-24
• 3.2.2 模式切換過程過驅(qū)動(dòng)控制問題分析24-26
• 3.3 轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)26-36
• 3.3.1 目標(biāo)轉(zhuǎn)速的規(guī)劃27-28
• 3.3.2 基于顯式模型預(yù)測(cè)控制的偽控制指令規(guī)劃28-32
• 3.3.3 偽控制指令分配32-35
• 3.3.4 系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性分析35-36
• 3.4 轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制仿真及分析36-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器硬件設(shè)計(jì)45-67
• 4.0 引言45
• 4.1 硬件總體方案設(shè)計(jì)45-46
• 4.1.1 控制器硬件需求分析45-46
• 4.1.2 微控制器選擇46
• 4.2 CAN 總線接口電路設(shè)計(jì)46-53
• 4.2.1 通信接口電路設(shè)計(jì)47-48
• 4.2.2 CAN 總線位定時(shí)參數(shù)設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.3 CAN 總線接口電路仿真及測(cè)試49-53
• 4.3 信號(hào)采集接口電路設(shè)計(jì)53-62
• 4.3.1 制動(dòng)信號(hào)接口電路電氣特性分析及設(shè)計(jì)54-56
• 4.3.2 車速信號(hào)接口電路電氣特性分析及設(shè)計(jì)56-58
• 4.3.3 信號(hào)接口電路仿真及測(cè)試58-62
• 4.4 接口電路電磁兼容測(cè)試62-65
• 4.4.1 靜電放電測(cè)試62-63
• 4.4.2 容性耦合抗擾測(cè)試63-64
• 4.4.3 瞬態(tài)抗擾測(cè)試64-65
• 4.4.4 BCI 大電流注入測(cè)試65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-74
• 致謝74

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

CAN總線位定時(shí)與同步機(jī)制的研究    佟為明;陳培友;高洪偉;錢英軍;

不確定條件下控制分配問題的魯棒優(yōu)化方法    馬建軍;李文強(qiáng);鄭志強(qiáng);胡德文;

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)模式切換扭矩協(xié)調(diào)控制    劉翠;初亮;郭建華;王浩;

新型混合動(dòng)力汽車動(dòng)力切換動(dòng)態(tài)過程分析    杜波;秦大同;段志輝;楊文輝;彭志遠(yuǎn);

基于魯棒控制的一種單電機(jī)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的駕駛性改善方法(英文)    Hu ZHANG;Cun-lei WANG;Yong ZHANG;Jun-yi LIANG;Cheng-liang YIN;

一種混聯(lián)式混合動(dòng)力客車能量管理及模式切換協(xié)調(diào)控制研究    王磊

CAN總線全數(shù)字式汽車儀表    李宏梅;佟為明;程樹康;

CAN總線在測(cè)繪相機(jī)控制器中的應(yīng)用設(shè)計(jì)    李廣澤;孔德柱;劉金國;

基于CAN的某水下航行器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)時(shí)延統(tǒng)計(jì)方法研究    林軼群;劉衛(wèi)東;周峰;

執(zhí)行器不確定系統(tǒng)魯棒預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)控制分配策略    陳勇;董新民;薛建平;王發(fā)威;

基于Matlab/Simulink的混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車建模與仿真    白羽鶴;范健文;譚光興;

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力切換協(xié)調(diào)控制綜述    何仁;束馳;

控制器局域網(wǎng)位時(shí)序處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    胡越黎;徐曉勇;

CAN總線位定時(shí)和同步機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    王瑞曉;賀占莊;

優(yōu)化位定時(shí)提高CAN網(wǎng)絡(luò)性能的研究    羅雪梅;吳欽木;

基于CAN總線的智能家電控制系統(tǒng)    苗岑岑;

CAN總線應(yīng)用層協(xié)議規(guī)劃及容錯(cuò)技術(shù)研究    陳洪瀚

汽車CAN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究    王立萍

基于CAN總線智能饋電開關(guān)的研究    董永剛

CAN總線汽車車身控制模塊的研究    鞠昌斌

星內(nèi)光無線CAN總線研究    趙培偉

基于不確定時(shí)間下的MPBP生產(chǎn)調(diào)度算法的研究    朱麗

基于魯棒優(yōu)化的逆向物流選址與路徑問題研究    戴文麗

基于線陣CCD的液體折射率實(shí)時(shí)測(cè)量裝置設(shè)計(jì)    高偉強(qiáng)

過驅(qū)動(dòng)航天器姿態(tài)控制分配研究    李波

并聯(lián)混合動(dòng)力客車驅(qū)動(dòng)模式切換扭矩協(xié)調(diào)控制算法研究    王浩

基于Elman網(wǎng)絡(luò)的共軸式直升機(jī)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)辨識(shí)    奚海蛟;張曉林;

Adaptive Neural Network Control with Control Allocation for A Manned Submersible in Deep Sea    俞建成;張艾群;王曉輝;吳寶舉;

汽車濕式離合器模糊控制策略研究及仿真    周美蘭;謝先平;王旭東;馬懷儉;

CAN總線位定時(shí)和同步機(jī)制的分析    李芳,劉魯源,呂偉杰

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)仿真    李紅朋,秦大同,楊陽,徐佳曙

深圳五洲龍混合動(dòng)力客車及營運(yùn)介紹    鄧先泉;

一種基于廣義逆的無人機(jī)魯棒控制分配方法    張艷;陳宗基;魏晨;

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制算法的實(shí)時(shí)仿真研究    童毅,歐陽明高,張俊智

輕度混合動(dòng)力電動(dòng)汽車多能源動(dòng)力總成控制器的開發(fā)    羅禹貢;楊殿閣;金達(dá)鋒;李克強(qiáng);連小珉;

四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力轎車驅(qū)動(dòng)模式切換控制    趙治國;何寧;朱陽;余卓平;

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

并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)態(tài)控制研究    嚴(yán)運(yùn)兵

車用并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)瞬態(tài)過程控制技術(shù)研究    杜常清

混聯(lián)式混合動(dòng)力客車能量?jī)?yōu)化管理策略研究    熊偉威

重度混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)模式切換動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制    秦大同;劉東陽;杜波;龔海淵;

條件技術(shù)在控制模式切換中的應(yīng)用    郭輝;李鐘慎;

電動(dòng)四驅(qū)混合動(dòng)力車的模式切換平穩(wěn)性研究    徐悅;郭俊;張雄;吳為理;

發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟/?？刂葡到y(tǒng)模式切換分析    黃大星;

考慮阻抗雙解現(xiàn)象的可控串補(bǔ)模式切換控制方法    李可軍;趙建國;高洪霞;韓學(xué)山;牛林;K.M.Tsang;

強(qiáng)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)模式切換扭矩協(xié)調(diào)控制策略    楊陽;楊文輝;秦大同;段志輝;

重度混合動(dòng)力汽車工作模式切換控制策略    楊陽;李小強(qiáng);蘇嶺;黃劍峰;

并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)模式切換控制策略    吳海嘯;葉進(jìn);馬承廣;

混合動(dòng)力用雙向變換器模式切換控制探討    馮柳鑫;陳敏;周晶;徐德鴻;

缸內(nèi)直噴汽油機(jī)SI/HCCI模式切換的實(shí)現(xiàn)與控制    葛強(qiáng)強(qiáng);王志;田國弘;王建昕;

缸內(nèi)直噴汽油機(jī)SI-HCCI-SI燃燒模式切換的研究    田國弘;王志;葛強(qiáng)強(qiáng);王建昕;帥石金;

明基數(shù)碼相機(jī)維修流程圖    山東 張永財(cái)

單電機(jī)重度混合動(dòng)力汽車模式切換與AMT換擋平順性控制策略研究    杜波

基于筆式界面中的模式切換技術(shù)的研究    馬小忠

單電機(jī)強(qiáng)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)模式切換的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略    王永俊

重度混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)模式切換中的動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制    劉東陽

并聯(lián)混合動(dòng)力客車驅(qū)動(dòng)模式切換扭矩協(xié)調(diào)控制算法研究    王浩

雙行星排式液驅(qū)混合動(dòng)力汽車模式切換的協(xié)調(diào)控制    韓利偉

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車模式切換動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制的仿真研究    李顯陽

并聯(lián)混合動(dòng)力工程車輛傳動(dòng)系統(tǒng)模式切換控制策略研究    張健

基于多模式切換技術(shù)的DC-DC變換器研究與設(shè)計(jì)    王艷梅

LTE系統(tǒng)下行MIMO模式切換技術(shù)的研究    葉秀斌

混合動(dòng)力汽車多模式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模及仿真平臺(tái)搭建    姜翠娜