混合动力汽车控制策略及其仿真系统的研究

【摘要】：混合动力汽车控制策略是混合动力汽车的核心关键技术，混合动力汽车仿真系统是混合动力汽车设计和开发必不可少的工具。本文首先以混联型混合动力汽车为研究对象，建立混合动力汽车正向和逆向仿真模型。其次，在开源仿真软件Advisor的基础上，开发了一套适用于混合动力汽车正向和逆向仿真的仿真软件。最后，借助混合动力仿真软件，对混联型混合动力汽车的控制策略进行了仿真分析和研究。 本文分析了混联型混合动力汽车的机械和电气结构；对混联型混合动力汽车采用的后轮驱动结构和行星齿轮组动力耦合结构进行了详细的分析和说明；为了更好的反映驾驶员的真实操作，使混合动力控制器模型更符合实车控制器要求，分别基于PID控制器和模糊控制器建立两个驾驶员模型，通过仿真对比分析两种模型的优缺点；采用试验数据为主、理论建模为辅的方法，建立了混联型混合动力汽车的正向和逆向仿真模型，为混合动力汽车的设计提供了必要的条件；在开源软件Advisor的基础上，开发了一款适合混合动力汽车正向和逆向仿真的仿真软件，简化了混合动力汽车的设计流程，为混合动力汽车整车设计和控制策略开发提供了计算机仿真平台。 本文对混联型混合动力汽车的运行工况分析和研究，将混联型混合动力汽车的运行工况分为：常规工况和过渡工况两种，并对常规工况和过渡工况中的各种子工况进行了详细的分析和研究。借助Simulink中的Stateflow工具箱，建立混合动力汽车控制器模型，对混合动力汽车控制策略进行分析和设计。最后，在混合动力仿真系统中，对混联型混合动力汽车的整车性能和控制策略进行仿真分析，测试了混合动力汽车模型和混合动力仿真系统的可靠性，验证了混合动力汽车控制策略的有效性。 【关键词】：混合动力汽车 混联型 仿真系统 控制策略
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 混合动力汽车分类8-10
• 1.1.1 串联型混合动力汽车8-9
• 1.1.2 并联型混合动力汽车9-10
• 1.1.3 混联型混合动力汽车10
• 1.2 混合动力汽车仿真技术的发展现状10-13
• 1.2.1 逆向仿真11
• 1.2.2 正向仿真11
• 1.2.3 仿真软件的国内外现状11-13
• 1.3 混合动力汽车控制策略的发展现状13-15
• 1.3.1 控制策略概述13
• 1.3.2 控制策略分类13-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-16
• 第2章 混合动力汽车逆向建模16-29
• 2.1 引言16-17
• 2.2 混合动力汽车逆向仿真建模17-24
• 2.2.1 整车动力学建模18-20
• 2.2.2 轮轴模型20-23
• 2.2.3 行星齿轮组模型23-24
• 2.3 混合动力汽车仿真软件设计24-28
• 2.3.1 混合动力汽车仿真软件概述24-26
• 2.3.2 混合动力汽车仿真软件26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 混合动力汽车正向建模29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 驾驶员模型的建模与仿真29-37
• 3.2.1 开环驾驶员模型30-32
• 3.2.2 转矩修正模型32-35
• 3.2.3 驾驶员模型仿真结果与分析35-37
• 3.3 正向仿真中的其它模块37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 混合动力控制策略的设计39-52
• 4.1 引言39
• 4.2 混合动力汽车控制思想分析39-41
• 4.3 混联型混合动力汽车常规工况41-43
• 4.3.1 混合动力工况41-42
• 4.3.2 纯电动工况42
• 4.3.3 混合动力充电工况42-43
• 4.3.4 停车怠速模式43
• 4.3.5 回馈制动/减速模式43
• 4.4 混联型混合动力汽车过渡工况43-45
• 4.4.1 纯电动启动工况44
• 4.4.2 常规启动工况44
• 4.4.3 由纯电动到混合动力过渡工况44-45
• 4.4.4 由混合动力到纯电动过渡工况45
• 4.4.5 混合动力到混合动力充电过渡工况45
• 4.5 混合动力汽车控制策略的建模45-50
• 4.5.1 混联型混合动力汽车控制器建模45-46
• 4.5.2 工况选择模块建模46-48
• 4.5.3 纯电动模式控制模块建模48-49
• 4.5.4 混合动力模式控制模块建模49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 混合动力汽车控制策略仿真分析52-62
• 5.1 不同路况下的仿真分析52-55
• 5.2 不同控制策略的仿真分析55-61
• 5.2.1 类普锐斯控制策略仿真分析56-59
• 5.2.2 基于优化算法的控制策略仿真分析59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68

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