并联混合动力汽车动力系统模糊优化控制策略的研究

论文摘要

混合动力汽车集合了传统驱动系统和电动驱动系统,以不同转换装置的能量作为动力源,来为汽车驱动提供能量。跟传统汽车相比,混合动力汽车可以通过合理控制和匹配来获得良好的油耗和排放,是解决能源和环境问题的可行技术。但混合动力汽车的控制策略仍然是其研究和开发的难点,目前在理论和实践上都还十分不成熟。本文对混合动力汽车的控制策略进行了深入的理论分析、仿真和实验研究,具有重要的理论意义和较高的实用价值。文中阐述了国内外混合动力汽车控制策略的发展状况,分析控制策略在整车研发控制中的重要性。控制策略规定了整车需求扭矩在发动机和电机之间分配,决定了两者工作点,对动力性、燃油经济性、排放性等各方面都有非常大的影响。首先,在分析混合动力汽车结构的基础上,对汽车专业软件ADVISOR进行深入的研究,对其进行二次开发,建立发动机、电机、电池等汽车各部件结构模型。依据整车动力性要求,分析部件参数对整车经济性和排放性的影响,对汽车主要机构参数进行合理的匹配设计。在此基础上,对并联混合动力汽车的控制策略进行深入研究,以经济性和排放性研究为主,提出了基于模糊控制理论的并联混合动力汽车模糊优化控制策略,确定发动机和电机的转矩分配,对发动机的工作点进行优化,并在Matlab/Simulink平台下建立控制策略仿真模型。其后,在不同的循环工况下,对模糊优化控制策略进行仿真分析,采用电辅助控制策略进行仿真结果对比,验证了模糊优化控制策略的正确性和优越性,得出了整车性能的影响因素,同时也突出了模糊优化控制策略良好的鲁棒性和适应性,为进一步实现模糊优化控制在实车中的应用提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题相关背景及研究意义
• 1.2 并联混合动力汽车的发展概况
• 1.3 混合动力电动汽车的控制策略
• 1.4 本文所进行的主要工作
• 第2章 混合动力系统模型的建立
• 2.1 ADVISOR 软件简介
• 2.2 动力系统模型的建立
• 2.3 电机模型的建立
• 2.4 电池模型的建立
• 2.5 混合动力系统的模型整合与在ADVISOR 中的实现
• 2.5.1 建立部件数据文件
• 2.5.2 编制车辆定义文件及界面输出
• 2.6 本章小结
• 第3章 混合动力系统模糊优化控制策略的研究
• 3.1 控制策略的控制目标
• 3.2 模糊控制
• 3.2.1 模糊控制发展
• 3.2.2 模糊控制系统的结构
• 3.2.3 模糊控制器的基本组成
• 3.3 发动机最佳转矩的确定
• 3.4 发动机的优化
• 3.4.1 瞬态优化
• 3.4.2 稳态优化
• 3.5 模糊控制器的设计
• 3.5.1 隶属度函数和模糊控制规则的编码
• 3.5.2 控制策略模型与ADVISOR 的融合
• 3.6 本章小结
• 第4章 混合动力系统的参数设计及仿真研究
• 4.1 动力系统参数的确定
• 4.1.1 发动机参数的选择
• 4.1.2 电机参数的选择
• 4.1.3 电池参数的选择
• 4.2 动力系统模糊优化控制策略的仿真分析
• 4.2.1 仿真所需工况及仿真结果输出
• 4.2.2 不同循环工况对仿真结果的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢