基于CVT的混联式混合动力汽车控制与仿真研究

论文摘要

混合动力汽车的开发,离不开建模技术与计算机仿真技术。国外很多公司对混合动力汽车仿真软件的研究开始得较早,而我国的混合动力汽车开发和设计才刚刚起步。所以,自主对混合动力汽车,特别是核心部件和控制方法进行建模仿真是非常必要的。论文选题源于国家十一五重大科技专项——“混合动力电动汽车研究开发”。由湖南大学、湖南江麓容大车辆传动有限公司和长丰汽车有限公司合作开发一款基于无级变速器(CVT)的混联式混合动力轻型客车。本文首先结合国内外的实际情况,在分析了混合动力汽车的发展情况和混合动力汽车仿真软件的发展情况的基础上,以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,建立了驾驶员模型、混合动力汽车零部件的稳态仿真模型和整车的稳态正向仿真模型。其次,本文介绍了自适应谐振理论神经网络原理,并且通过行驶速度循环识别仿真实验验证了其在工作过程中非常好的自稳定和容错能力。然后,本文提出了基于行驶速度循环识别的模糊控制方法。其以电池电量平衡为控制目标,运用两参数的模糊控制单元来分别对电机和发电机进行转矩控制。由于具有自动学习的能力,其在运行时控制单元会通过识别先前的速度循环来推理当前的路况,从而进行控制方法的自动调整。在混合动力汽车传动系统动态协调建模方面,明确界定了基于CVT的混合动力汽车传动系统动态协调控制问题的研究范围,提出了混合动力汽车传动系统动态协调控制品质的评价指标,对混合动力汽车动态协调过程特别是传动系统工作模式切换过程进行了详细的动力学分析并建立了数学模型。最后,通过综合仿真验证了仿真模型和控制方法的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.1.1 混合动力汽车的发展现状
• 1.1.2 混合动力汽车的分类
• 1.2 混合动力汽车关键技术及研究现状
• 1.2.1 混合动力汽车关键技术
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 混合动力汽车仿真技术
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 基于CVT 的混联式混合动力汽车仿真建模
• 2.1 驾驶员模型
• 2.1.1 驾驶员模型识别
• 2.1.2 循环工况的实现
• 2.2 发动机模型
• 2.2.1 发动机特性
• 2.2.2 发动机建模
• 2.3 无级变速器模型
• 2.3.1 无级变速器结构与工作原理
• 2.3.2 无级变速器建模
• 2.4 电机模型
• 2.5 电池模型
• 2.5.1 电池特性介绍
• 2.5.2 电池建模
• 2.6 转矩耦合器模型
• 2.6.1 离合器简介
• 2.6.2 离合器结合过程分析
• 2.6.3 影响离合器结合过程的参数
• 2.6.4 离合器建模
• 2.7 整车速度计算模型
• 2.8 本章小结
• 第3章 行驶速度循环的识别方法
• 3.1 行驶速度循环识别的意义与研究现状
• 3.1.1 行驶速度循环的研究现状
• 3.1.2 行驶速度循环识别的必要性
• 3.1.3 行驶速度循环识别的研究现状
• 3.2 模式识别理论
• 3.2.1 概念
• 3.2.2 模式识别的方法
• 3.3 基于谐振理论的行驶速度循环识别方法
• 3.3.1 自适应谐振理论神经网络
• 3.3.2 基于自适应谐振理论神经网络的行驶循环在线识别方法
• 3.4 行驶循环识别的仿真试验
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于行驶循环识别的混合动力汽车控制策略
• 4.1 混合动力汽车控制策略概述
• 4.1.1 混合动力汽车控制目标
• 4.1.2 混合动力汽车动力总成控制方法
• 4.2 自适应模糊控制简介
• 4.3 基于行驶循环识别的自适应模糊控制策略的总体方案
• 4.4 转矩分配策略
• 4.4.1 输入输出参数的隶属度函数
• 4.4.2 模糊控制规则
• 4.5 电量平衡自适应调整策略
• 4.5.1 传统电量平衡策略
• 4.5.2 行驶循环的电量自平衡
• 4.5.3 自适应电量平衡策略
• 4.6 自适应模糊控制策略总结
• 4.7 本章小结
• 第5章 混联式混合动力汽车动力总成动态协调研究
• 5.1 混联式混合动力汽车动力总成工作模式
• 5.1.1 动力传动系统组成
• 5.1.2 动力传动系统工作模式
• 5.2 混联式混合动力汽车动态协调问题的研究范围
• 5.3 混合动力汽车动态协调问题的研究现状
• 5.4 评价指标
• 5.5 混合动力汽车多能源动力总成的动力学建模
• 5.5.1 无离合器分离模式切换过程分析
• 5.5.2 有离合器分离模式切换过程分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 基于CVT 的混联式混合动力汽车仿真
• 6.1 混合动力车辆仿真参数及仿真结果
• 6.2 本章小结
• 结论
• 1.本文主要内容
• 2.论文的创新点
• 3.研究展望
• 参考文献
• 致谢