随机行驶工况下的并联混合动力汽车控制策略研究

【摘要】：由于兼具了传统燃油汽车和纯电动汽车的优点,混合动力汽车被认为是当今世界上最具有发展前景的新能源汽车类型之一,也是解决能源短缺与环境污染问题的重要方案。控制策略作为混合动力汽车的关键技术之一,对整车的性能起着决定性的作用,已经成为目前的一个研究热点。然而长期以来混合动力汽车的控制策略都是基于特定的行驶工况制定的,行驶工况对整车性能的重要影响没有得到足够的重视。另一方面目前很多混合动力汽车采用的依然是电动辅助控制策略,其控制系统参数在初始化后就静止不变,不能更好地分配动力源,达不到优化汽车行驶性能的目的。基于以上两点不足之处,本文提出了行驶工况的马尔可夫随机模型,并采用模糊逻辑控制算法来调整控制系统参数。 本文首先介绍了混合动力汽车的相关概念、节油机理及主流分类,就目前并联混合动力汽车的控制策略中存在的问题与难点,对现有的控制策略进行总结与归纳,并根据并联混合动力汽车的结构特点,选择汽车仿真软件ADVISOR2002来对车辆进行建模仿真。 其次详细分析了行驶工况对控制策略制定及汽车行驶性能的影响,指出标准行驶工况下制定的控制策略与车辆实际行驶工况“随机性”之间存在一定的矛盾,缺少适应不同行驶工况的能力,并针对行驶工况的特点引进马尔可夫预测模型,对汽车的行驶工况进行预测,建立马尔可夫随机模型。 最后重点介绍了电动辅助控制策略中的控制系统参数,得到控制参数对整车燃油经济性和动力性的影响,接着选取合适的参数对其进行优化调整,采用模糊逻辑算法动态地改变控制策略的参数,合理的调整能量分配关系。 仿真结果表明与传统的电动辅助控制策略相比,该控制策略有效的改善了汽车的燃油经济性,对随机行驶工况的适应性也比较好。 【关键词】：混合动力汽车 控制策略 马尔可夫 模糊逻辑控制 参数调整
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 混合动力汽车的研究背景8
• 1.2 混合动力汽车简介8-12
• 1.2.1 混合动力汽车的定义8-9
• 1.2.2 混合动力汽车的分类9-10
• 1.2.3 混合动力汽车节油机理10
• 1.2.4 并联混合动力汽车工作模式分析10-12
• 1.3 并联混合动力汽车控制策略研究现状12-14
• 1.4 本文的主要研究内容14-16
• 2 并联混合动力系统结构模型16-28
• 2.1 汽车仿真简介16-17
• 2.2 仿真软件ADVISOR介绍17-18
• 2.3 并联混合动力系统模型18-27
• 2.3.1 车辆模型20-21
• 2.3.2 发动机模型21-22
• 2.3.3 电机模型22-23
• 2.3.4 控制策略模型23-25
• 2.3.5 电池模型25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 行驶工况的马尔可夫随机模型28-40
• 3.1 行驶工况的简介28-32
• 3.1.1 行驶工况概念28-29
• 3.1.2 行驶工况对控制策略的影响29-32
• 3.2 马尔可夫预测32-34
• 3.2.1 马尔可夫链过程32
• 3.2.2 状态转移概率32-33
• 3.2.3 马尔可夫链特性33-34
• 3.3 马尔可夫预测模型建立34-39
• 3.3.1 行驶工况初始数据准备34-35
• 3.3.2 工况数据状态划分35
• 3.3.3 计算状态转移概率矩阵35-36
• 3.3.4 状态样本空间36-38
• 3.3.5 马尔可夫随机行驶工况38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 并联混合动力汽车控制策略参数优化设计40-52
• 4.1 电动辅助控制策略参数分析40-44
• 4.1.1 控制策略参数的分析40-42
• 4.1.2 控制参数对整车性能的影响42-44
• 4.2 控制参数的模糊优化设计44-50
• 4.2.1 控制变量的确定45
• 4.2.2 隶属函数的构造45-47
• 4.2.3 控制规则的设计47-49
• 4.2.4 控制参数的模糊逻辑模型建立49-50
• 4.3 本章小结50-52
• 5 仿真与结果分析52-64
• 5.1 仿真模型的建立52-53
• 5.2 参数设置53-56
• 5.2.1 发动机参数的选择53-54
• 5.2.2 电机参数的选择54-55
• 5.2.3 电池组参数的选择55-56
• 5.3 仿真与结果分析56-63
• 5.3.1 不同行驶工况下仿真结果56-58
• 5.3.2 随机行驶工况下仿真结果58-63
• 5.4 总结63-64
• 6 全文总结与展望64-66
• 6.1 主要完成工作64-65
• 6.2 展望65-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-72
• 附录72

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