并联混合动力汽车模式切换动态协调控制的仿真研究

【摘要】：随着近些年来能源危机和席卷全国的雾霾天气问题日益加剧,关于汽车排放的议题越来越多的被提及。大力发展新能源汽车成了当前的主要趋势,混合动力汽车由于综合了电动汽车和传统内燃机汽车的优点,成为汽车行业研究的热点。本文以单轴并联混合动力汽车为研究对象,采用建模仿真的方法,对工作模式切换过程中的发动机、电动机和离合器三者的扭矩动态协调问题进行了深入的研究,为混合动力汽车模式切换平顺性的研究提供了理论基础。 本文建立了基于Matlab/Simulink软件的单轴并联混合动力汽车的仿真模型。模型由发动机模型、电动机模型、膜片弹簧离合器非线性操纵模型、离合器执行机构模型、AMT模型和整车动力学模型等组成。发动机和电动机采用试验数据和查表相结合的方法法建立其一阶动态模型。在考虑从动盘轴向变形以及分离指弯曲变形对载荷特性的影响的基础上,建立了膜片弹簧离合器的非线性操纵模型。 本文分析了混合动力汽车的各种工作模式的特点和模式切换的过程,将工作模式切换过程分为两类：发动机切入动力系统过程和发动机退出动力系统过程。以工作模式切换过程平顺性为目标,采用动态规划算法,计算出切换过程中的发动机、电动机和离合器三者的最优扭矩轨迹。基于模式切换过程中的扭矩传递的快速和平稳性,本文分别建立发动机扭矩PID控制器、电动机扭矩PID控制器和离合器执行机构PID控制器。 通过建立的单轴并联混合动力汽车的仿真模型,针对四种典型的模式切换过程,分析了采用动态规划算法的发动机、电动机和离合器的扭矩动态协调控制过程。结果显示,基于动态规划算法的扭矩动态协调控制过程能够确保整个模式切换过程中的动力传递的稳定性,满足模式切换过程中汽车的动力性和舒适性要求。 【关键词】：混合动力汽车 模式切换 动态规划 建模 仿真
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景和意义11
• 1.2 国内外混合动力汽车的研究现状11-12
• 1.3 混合动力汽车模式切换过程协调控制问题12-15
• 1.3.1 动态协调控制问题的提出12-13
• 1.3.2 国内外研究现状13-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-17
• 2 单轴并联混合动力汽车仿真模型17-35
• 2.1 驱动装置仿真模型18-22
• 2.1.1 发动机模型19-20
• 2.1.2 电动机模型20-22
• 2.2 离合器/变速器仿真模型22-31
• 2.2.1 膜片弹簧离合器操纵模型22-27
• 2.2.2 离合器执行机构模型27-30
• 2.2.3 AMT变速器模型30-31
• 2.3 动力系统及整车动力学仿真模型31-34
• 2.3.1 动力传动系统动力学模型31-33
• 2.3.2 汽车行驶动力学模型33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 基于动态规划的HEV模式切换最优扭矩分配研究35-53
• 3.1 HEV模式切换特性研究35-40
• 3.1.1 模式切换研究36-37
• 3.1.2 模式切换控制流程37-38
• 3.1.3 模式切换评价标准38-40
• 3.2 基于动态规划算法的HEV最优扭矩分配方法40-45
• 3.2.1 动态规划算法40-42
• 3.2.2 扭矩分配的动态规划数学模型42-45
• 3.3 动态规划优化分析45-50
• 3.3.1 发动机加入驱动系统的动态规划45-48
• 3.3.2 发动机退出驱动系统的动态规划48-50
• 3.4 本章小结50-53
• 4 HEV模式切换扭矩跟随PID控制研究53-61
• 4.1 HEV模式切换最优扭矩跟随控制策略53-54
• 4.2 模式切换过程中扭矩PID控制器设计54-57
• 4.2.1 发动机扭矩PID控制器设计55-56
• 4.2.2 电动机扭矩PID控制器设计56
• 4.2.3 离合器行程PID控制器设计56-57
• 4.3 HEV模式切换扭矩跟随PID控制仿真分析57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 HEV典型模式切换仿真分析61-77
• 5.1 并联混合动力汽车模式切换仿真模型61-65
• 5.2 发动机切入动力系统的模式切换65-71
• 5.2.1 纯电动模式切换到并联驱动模式仿真65-68
• 5.2.2 纯电动模式切换到发动机驱动模式仿真68-71
• 5.3 发动机退出动力系统的模式切换仿真71-76
• 5.3.1 并联驱动模式切换到纯电动驱动模式仿真71-73
• 5.3.2 发动机模式切换到纯电动驱动模式仿真73-76
• 5.4 本章小结76-77
• 6 全文总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77
• 6.2 工作展望77-79
• 参考文献79-83
• 作者简历83
• 攻读学位期间科研工作83-87
• 学位论文数据集87

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于转矩分配的并联式混合动力电动轿车能量管理策略研究    黄妙华;陈飚;陈胜金;

中国“十五”电动汽车重大科技专项进展综述    万钢;

电动汽车的现状和发展趋势    陈清泉,孙立清

混合动力汽车发动机建模方法研究    朱阳;赵治国;

HEV行驶模式特征和车辆特征    彭裕平,王仲范

汽车离合器起步接合过程的仿真研究    孙文凯;严运兵;刘旺;

电动汽车用异步电动机直接转矩控制系统仿真    孙文凯;严运兵;刘旺;

车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究    杜常清

前后双离合器式并联混合动力城市公交车控制策略研究    黄援军

变频电机测试系统    孙玉昆;

高功率因数软开关车载充电机设计    缪晓忠;

面向产业化的电动汽车示范运营发展战略构想    赵富强;陈耘;秦远建;

交流电动机软启动技术分析和应用    刘庆臻;

汽车起步过程离合器滑磨功仿真分析    廖林清;沈余阳;张君;

基于单片机的异步电动机调压调速系统设计    范智平;国海;李忠芳;

并联混合动力汽车发动机调速控制及试验研究    严运兵;颜伏伍;杜常清;

混合动力汽车整车控制策略比较分析    刘庆凯;纪丽伟;刘雄;

基于全生命周期理论视角下电动汽车电池租赁模式的经济分析    黎燕妮;

电动汽车电池租赁模式的经济分析    黎燕妮;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

ISG永磁同步电动机直接转矩控制系统    张佩杰;田彦涛;龚依民;

从能源危机看电动车的发展    马超;龚淑秋;

光伏汽车充电站可行性分析    刘金梅;龚淑秋;

光伏汽车充电站可行性分析    刘金梅;龚淑秋;

从能源危机看电动车的发展    马超;龚淑秋;

电动汽车快速充电系统研究    王鑫;孙玉田;张华栋;郑天茹;

电动汽车动力电池快换更换结构设计    王瑶;李博;陈艳艳;刘建;李伟;

郑州市电动出租车充换电网络设计    朱晓亮;朱笛;李岐植;

由Better Place破产引发的电动车行业发展思考    朱笛;叶倩;袁建森;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

面向主观评价的汽车动力学建模研究    逄淑一

基于电驱动自动变速器（EMT）的Plug_in并联混合动力系统研究    曹正策

异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究    张军伟

混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究    林歆悠

基于操纵稳定性的混合动力客车平顺性评价与优化    孙丽

混合动力电动车用开关磁阻电机控制系统研究    王双红

电动汽车驱动和转向系统的振动与驱动电机的可靠性研究    薛玉春

混合动力汽车驱动的电功率管理研究    胡庆波

CVT轻度混合动力汽车能量管理策略研究    胡明辉

基于DSP的无刷直流电机的控制研究    刘兴艳

永磁同步电机无位置检测器的自抗扰控制算法研究    尹文洁

基于TMS320F2812的交流变频调速控制系统的研究    张国文

电力营销中用电信息采集系统建设研究    宋思扬

电动汽车CPPM同步电动机试验样机研究    翁萍

液压挖掘机混合动力系统的节能控制与参数优化    衣冠超

混合动力汽车永磁同步电机控制策略的研究与实现    王飞

用于车辆动力学仿真的全工况发动机建模    徐亮

电动城市客车造型设计    尹璐

基于42V电源混合动力汽车动力系统的研究    张娟萍

车用混合动力系统技术发展分析    成森

汽车产业作为支柱产业与社会经济可持续发展的思考    汤俊,封智勇

并联式混合动力汽车多能源动力总成控制单元的研究与开发    张欣,李国岫,宋建锋,王大兴

国内外混合动力电动汽车开发动态及发展趋势    王军,申金升

混合动力电动汽车动力总成换挡过程协调控制仿真    朱海涛,张俊智,廖承林,胡昭琳

我国城市汽车行驶工况调查研究    刘希玲,丁焰

中国城市机动车行驶工况研究    王岐东;贺克斌;姚志良;霍红;

混合动力电动汽车行驶工况分析与识别    罗玉涛;胡红斐;沈继军;

汽车混合动力总成开发动态与发展    王保华,罗永革

混合动力汽车换挡主动控制技术    刘志茹;王庆年;王光平;

并联混合动力电动汽车的动态控制研究    严运兵

强混合动力汽车驱动模式切换扭矩协调控制策略    杨阳;杨文辉;秦大同;段志辉;

行星齿轮混合动力汽车驱动模式的切换规则    朱元;吴志红;陆科;

基于信息融合技术的混合动力汽车动力系统控制策略的研究    邹德伟;韩以伦;

混合动力汽车发动机起停控制策略    张博;李君;杨世春;高莹;

四驱混合动力汽车模式切换平顺性研究    张军;周云山;黄伟;曹成龙;

模式切换混合系统的建模与仿真    郑伟,周伯昭

应用微分Petri网分析汽车再生制动模式的切换    何仁;崔文燕;

2002年十大高新技术汽车产品    张禾丰;

DSP的混合动力汽车电机驱动系统的设计    杨立勇,王明渝,刘和平

混合动力汽车的技术开发正当时    燕来荣

高超声速飞行器调节/保护多模式切换控制方法    姚照辉;鲍文;

缸内直喷汽油机SI-HCCI-SI燃烧模式切换的研究    田国弘;王志;葛强强;王建昕;帅石金;

一种混合动力汽车驱动控制研究    严世榕;洪亮;

混合动力汽车及其关键技术综述    李正浩;鲁植雄;

混合动力汽车的发展与应用    文少波;邹政耀;

一种并联型混合动力汽车控制系统研究    刘昌锦;岳伟甲;乐群;

准“绿色”混合动力汽车与环境保护    李军;秦大同;

西门子MD2型医用电子直线加速器Mode连锁修复    刘振云;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

美国汽车角逐混合动力汽车市场（下）    峻岭

混合动力汽车驶入百姓生活    本报记者 谢莉葳 实习生 李玥林

2至3年,混合动力汽车将成市场主流    记者 范建

美国汽车角逐混合动力汽车市场（上）    峻岭

油电混合动力汽车在美国大行其道    魏薇

混合动力汽车技术取得新突破    记者 李文峰　通讯员 夏伟雄 刘亚鹏

“重庆造”混合动力汽车跻身世界先进行列    记者 关媛媛

重庆政府采购自主研发混合动力汽车    记者刘阳子

新能源元年从“弱混”开启”    本报记者 金丽媛

发展混合动力汽车刻不容缓    木子风

一种混联式混合动力客车能量管理及模式切换协调控制研究    王磊

单电机重度混合动力汽车模式切换与AMT换挡平顺性控制策略研究    杜波

基于CVT的混合动力汽车关键技术研究    张军

可控串联补偿装置的控制策略研究    闫冬

串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究    刘乐

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究    杜常清

超轻度混合动力汽车优化匹配与仿真研究    尹燕莉

ISG柴电混合动力汽车多能源管理策略研究    钟虎

基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略研究    黄伟

并联混合动力汽车模式切换动态协调控制的仿真研究    李显阳

并联混合动力客车驱动模式切换扭矩协调控制算法研究    王浩

基于AFDX航空网络的传输模式转换性能分析    韩国栋

AFDX航空网络模式切换下的调度性分析    鲁晓园

重度混合动力汽车驱动模式切换中的动力源转矩协调控制    刘东阳

混合动力电动客车的研究    程自珠

差速耦合式混合动力汽车模式切换的协调控制    苏天晨

基于LabVIEW的混合动力汽车驱动系统的研究    邓娟

基于行驶工况的混合动力汽车参数匹配、控制策略研究及仿真平台搭建    张桂连

插电式单轴并联混合动力城市客车驱动系统研发    刘炳国