混合动力试验台系统的实现与控制策略研究

论文摘要

混合动力汽车具有低油耗、低排放等优点,是目前最切实可行、可批量生产的节能汽车,可有效地解决能源危机和环境恶化这两大影响全球发展的问题。作为混合动力汽车的研究方法之一,半实物仿真平台以其仿真准确度高,适应性强,调试灵活等特点,缩短了混合动力汽车的开发周期,降低了开发成本,是进行混合动力开发研究的必要工具。首先,根据混合动力汽车的特点,结合半实物仿真的基本原则,本文设计了一套混合动力试验台的硬件方案。该方案可以实现混合动力系统的串联和并联两种连接方式,通用性强。同时将主要的能量系统实物化,简化了电池组与变速机构,系统结构简洁灵活。再次,结合硬件实现及功能,给出了试验台系统的控制软件设计方案,详细分析了各子模块和控制软件界面的功能及实现。利用所设计的控制软件在本混合动力试验台进行了测试试验,验证了所设计的控制软件的可行性。最后,针对本试验台系统,完成了串联和并联方式的控制策略的设计,并在ADVISOR仿真平台下,对串联控制策略进行了仿真分析。同时,本文分析了并联电动助力控制策略的局限性,提出了基于模糊的并联控制策略。在ADVISOR仿真平台下进行了建模与仿真分析,应用模糊控制策略后燃油经济性、排放指标和整车的效率都得到了显著提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 混合动力概况
• 1.3 混合动力试验台
• 1.4 混合动力控制策略研究现状
• 1.4.1 串联混合动力汽车控制策略
• 1.4.2 并联混合动力汽车控制策略
• 1.5 本文研究内容
• 第2章 混合动力试验台系统硬件设计
• 2.1 引言
• 2.2 混合动力试验台系统的实现设计
• 2.3 主要子系统设计
• 2.3.1 传动系统参数设计
• 2.3.1.1 发动机参数设计
• 2.3.1.2 电机系统设计
• 2.3.2 能量回馈系统参数设计
• 2.3.3 通讯子系统设计
• 2.3.3.1 电机子系统通讯设计
• 2.3.3.2 柴油机通讯设计
• 2.3.4 硬件人机接口和保护设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 混合动力试验台系统软件设计
• 3.1 引言
• 3.2 系统软件总体框架设计
• 3.3 主要子模块设计与实现
• 3.3.1 自检模块
• 3.3.2 点火模块
• 3.3.3 伺服控制模块
• 3.4 控制程序界面设计
• 3.5 混合动力试验台功能的试验验证
• 3.6 本章小结
• 第4章 混合动力控制策略研究
• 4.1 引言
• 4.2 基于试验台的混合动力控制策略设计
• 4.2.1 串联控制策略设计
• 4.2.2 并联控制策略设计
• 4.3 混合动力控制策略仿真研究
• 4.3.1 ADVISOR 仿真平台
• 4.3.2 串联控制策略仿真分析
• 4.3.2.1 控制策略仿真模型
• 4.3.2.2 控制策略仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于模糊的混合动力控制策略研究
• 5.1 引言
• 5.2 模糊控制的工程应用
• 5.2.1 模糊集与隶属函数
• 5.2.2 模糊规则与模糊推理
• 5.3 并联式混合动力汽车控制模糊策略研究
• 5.3.1 并联电动助力控制策略分析
• 5.3.2 模糊控制策略的提出
• 5.3.3 模糊控制器设计
• 5.3.3.1 输入输出隶属函数
• 5.3.3.2 模糊控制规则设计
• 5.4 模糊控制策略仿真与结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢