重型串聯(lián)式液壓混合動力汽車控制策略研究

【摘要】：近年來,混合動力汽車技術(shù)憑借其對于提高車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和減少尾氣排放的巨大貢獻(xiàn),已經(jīng)引起各國政府和科研機(jī)構(gòu)的高度重視。串聯(lián)式液壓混合動力技術(shù)與市場上的混合動力電動汽車和并聯(lián)式混合動力技術(shù)不同,它需要一個獨立的能量管理控制策略來實現(xiàn)主動力源發(fā)動機(jī)和輔助動力源蓄能器間最佳能量優(yōu)化配置。在串聯(lián)式液壓混合動力汽車的結(jié)構(gòu)布置中,發(fā)動機(jī)可以與車輛的負(fù)載解耦,蓄能器用來儲存回收的制動能量并在適當(dāng)?shù)墓r補(bǔ)充發(fā)動機(jī)功率,以提高發(fā)動機(jī)的能源利用效率和減少排放。 針對上述控制策略的問題,設(shè)計了重型串聯(lián)式液壓混合動力汽車(HeavySeries Hydraulic Hybrid Vehicles,HSHHV)基于規(guī)則的能量管理策略。在Matlab/Simulink仿真平臺下,根據(jù)各主要部件的物理特性建立數(shù)學(xué)模型和仿真模型。探討了基于規(guī)則控制策略的動力傳遞關(guān)系和控制信號輸入輸出；對于液壓混合動力汽車的主要部件,如蓄能器、雙向變量馬達(dá)的選取作了詳細(xì)分析；深入研究分析了基于規(guī)則控制策略的工作模式設(shè)計、發(fā)動機(jī)和蓄能器間的能量分配依據(jù)、控制策略在Matlab/Simulink/STATEFLOW模塊下的實施等問題。通過仿真模擬,對控制策略的效果進(jìn)行了分析評價。燃油經(jīng)濟(jì)性較傳統(tǒng)汽車相比有明顯提高,所設(shè)計的控制策略可靠有效。 研究了一種模糊控制算法的控制策略,以進(jìn)一步改善液壓混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計了輸入輸出變量模糊集合及相應(yīng)的隸屬度函數(shù)；制定模糊控制器,根據(jù)被控對象的物理意義和專家知識經(jīng)驗,設(shè)置控制規(guī)則庫；通過對輸入變量車速和車速變化率的模糊運算和模糊推理,依據(jù)控制規(guī)則庫進(jìn)行模糊決策,輸出車輛的工況因子信號。在Matlab/Simulink平臺下,對所設(shè)計的模糊控制策略進(jìn)行仿真驗證分析。仿真結(jié)果表明：在模糊控制策略下燃油經(jīng)濟(jì)性較規(guī)則控制有一定程度的提高,車輛運行更加平穩(wěn)。 【關(guān)鍵詞】：基于規(guī)則的控制策略 模糊控制 液壓混合動力汽車 蓄能器 雙向變量馬達(dá) 燃油經(jīng)濟(jì)性
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究背景及目的意義10-11
• 1.2 混合動力汽車概述11-18
• 1.2.1 并聯(lián)式液壓混合動力汽車13
• 1.2.2 串聯(lián)式液壓混合動力汽車13-14
• 1.2.3 混聯(lián)式液壓混合動力汽車14-15
• 1.2.4 液壓混合動力汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 混合動力汽車控制策略研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文主要研究工作20-22
• 第二章 重型串聯(lián)式液壓混合動力汽車整車模型22-38
• 2.1 整體外形23
• 2.2 發(fā)動機(jī)模型23-25
• 2.3 車輛動力學(xué)模型25-27
• 2.4 發(fā)動機(jī)泵模型27-28
• 2.5 液壓蓄能器模型28-32
• 2.5.1 液壓蓄能器數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.5.2 液壓蓄能器選型29-32
• 2.6 雙向變量馬達(dá)P/M模型32-36
• 2.6.1 雙向變量馬達(dá)P/M數(shù)學(xué)模型32-33
• 2.6.2 雙向變量馬達(dá)P/M選型33-36
• 2.7 燃油經(jīng)濟(jì)性36-37
• 2.8 本章小結(jié)37-38
• 第三章 基于規(guī)則的能量管理策略分析38-58
• 3.1 Matlab/Simulink整車仿真模型38-40
• 3.1.1 傳統(tǒng)汽車整車仿真模型38-39
• 3.1.2 液壓混合動力汽車整車仿真模型39-40
• 3.2 能量管理策略40-44
• 3.2.1 基于規(guī)則的控制策略40-42
• 3.2.2 工作模式42-43
• 3.2.3 基于規(guī)則控制策略的實施43-44
• 3.3 仿真分析44-56
• 3.3.1 傳統(tǒng)汽車仿真分析45-47
• 3.3.2 液壓混合動力汽車HSHHV仿真分析47-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第四章 液壓混合動力汽車模糊控制策略58-74
• 4.1 模糊控制算法58-60
• 4.1.1 模糊集合58-59
• 4.1.2 模糊運算和模糊關(guān)系59-60
• 4.1.3 模糊決策60
• 4.2 模糊控制器基本原理60-62
• 4.2.1 模糊控制器組成60-61
• 4.2.2 模糊推理機(jī)制61
• 4.2.3 模糊控制器設(shè)計的主要內(nèi)容61-62
• 4.3 模糊控制策略系統(tǒng)設(shè)計62-66
• 4.3.1 輸入輸出62-64
• 4.3.2 規(guī)則庫64-65
• 4.3.3 控制器設(shè)計65-66
• 4.4 仿真分析66-71
• 4.5 本章小結(jié)71-74
• 第五章 全文總結(jié)與展望74-76
• 5.1 全文總結(jié)74
• 5.2 全文展望74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82

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