基于模糊控制的再生制动系统关键技术研究

论文摘要

随着能源与环境压力的增大,混合动力汽车将成为未来一段时间内汽车发展主要趋势,然而混合动力汽车的纯电动续驶里程远远小于传统的燃油汽车,这一不足严重影响了混合动力汽车产业化和推广。在混合动力汽车上采用再生制动回收制动能量是增加混合动力汽车续驶里程的有效方法之一。而再生制动系统的制动力分配策略与能量存储控制策略直接关系到制动能量的回收效果,现有的控制策略并没有很好的解决制动安全性与制动能量回收效率之间的关系。本文研究了汽车制动过程与再生制动系统的组成,建立了再生制动系统仿真模型,以再生制动系统的控制策略为核心,研究再生制动系统的关键技术,研究了理想制动力分配、并行制动力分配、最大能量制动力分配策略,并基于模糊逻辑理论,提出了一种以电池荷电状态、车轮滑移率为控制变量,再生制动比率为控制目标的模糊再生制动力分配方法,并与基于规则的逻辑门限能量存储控制策略和模糊能量存储控制策略相结合,在MATLAB/simulink中建立仿真模型,对ADVISOR二次开发,并进行仿真分析,研究再生制动系统的模糊控制策略的控制效果。结果表明,在紧急制动工况中,再生制动系统模糊策略控制下的车辆制动安全性其他经典控制策略相当,同时回收制动能量较高,能量存储中的超级电容发挥了“削峰填谷”的作用,延长了系统的使用寿命,通过市区循环十五工况的分析表明,模糊控制的车辆不易发生前轮抱死与后轴侧滑,使用制动力分配和能量存储综合模糊控制策略的再生制动系统最终电池荷电状态(SOC)值较高,回收能量也得到大幅度提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 再生制动系统研究现状
• 1.2.1 再生制动系统简介
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.2.3 国内研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 再生制动系统建模
• 2.1 再生制动系统的基本组成
• 2.2 再生制动系统建模
• 2.2.1 整车建模
• 2.2.2 工况模型
• 2.2.3 车轮建模
• 2.2.4 电机建模
• 2.2.5 ADVISOR顶层模型
• 2.2.6 输出计算模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 再生制动系统关键技术分析
• 3.1 前后轮制动力分配控制策略研究
• 3.1.1 理想制动力分配策略
• 3.1.2 并行制动力分配策略
• 3.1.3 最大能量制动力分配策略
• 3.2 能量存储控制策略研究
• 3.2.1 ADVISOR能量存储控制策略
• 3.2.2 基于逻辑门限值的能量存储控制策略
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于模糊控制的再生制动系统关键技术研究
• 4.1 模糊控制概述
• 4.2 模糊控制基础理论
• 4.2.1 模糊集合与隶属函数
• 4.2.2 模糊控制原理
• 4.2.3 模糊控制策略的设计内容
• 4.3 制动力分配模糊控制策略
• 4.3.1 制动力模糊控制流程
• 4.3.2 模糊控制策略控制规则设计
• 4.3.3 制动力分配模糊控制模型
• 4.4 能量存储模糊控制策略
• 4.4.1 模糊控制策略控制流程
• 4.4.2 模糊控制策略控制规则设计
• 4.4.3 能量存储模糊控制模型
• 4.5 本章小结
• 第5章 再生制动系统仿真分析
• 5.1 仿真车型参数
• 5.2 紧急制动工况仿真分析
• 5.3 循环工况制动过程仿真分析
• 5.3.1 四种制动力分配控制策略对比分析
• 5.3.2 两种能量存储控制策略对比分析
• 5.3.3 再生制动系统控制策略综合对比分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢