并联式混合动力汽车模糊控制策略的仿真与优化设计

【摘要】：混合动力汽车具有两套动力系统，控制策略是有效地协调两套动力系统进行转矩分配的核心。本文以混合式动力汽车为研究背景，提出了并联式混合动力汽车的模糊控制策略并进行了优化设计。通过Matlab仿真工具建立了混合动力汽车的主要部件以及整车仿真模型。在原有传统车辆模型的基础上，增加了模糊控制器模块，再将整车模型导入到专业的车辆性能测试工具软件ADVISOR (免费版)，通过对车辆参数和仿真参数的设定，可以得出发动机工作点分布图和电机工作点分布图。本文的主要工作如下： 首先，对并联式混合动力汽车的结构、优缺点做了详细的阐述和对比，为下文的并联式结构提出了依据；其次，是对并联式混合动力汽车的发动机、电动机以及电池组等模块的选型和参数的确定，为后续做仿真工作做了铺垫；再次，利用Matlab工具对并联式混合动力汽车的几大模块进行了建模。把模糊逻辑控制的思想应用到了混合动力汽车的控制，建立了带有模糊控制器的整车模型，设计了模糊控制器，并在ADVISOR进行了二次开发和仿真；最后针对建立模糊控制器隶属度的不规范问题，利用遗传算法对其进行了优化设计。 经过对比仿真结果，得出结论：采用了模糊控制策略的并联式混合动力汽车在工作模式切换过程中SOC变化较为平滑，发动机较大部分工作在最高效率区，可以较大程度地节油、降排。 【关键词】：并联 混合动力 控制策略 模糊逻辑 遗传算法
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7;TP273.4
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 混合动力汽车概述10-13
• 1.2.1 混合动力汽车的分类11-12
• 1.2.2 混合动力汽车的特点12-13
• 1.3 国内外混合动力汽车的现状和发展13-14
• 1.4 混合动力汽车研究的关键技术14-17
• 1.4.1 控制策略的优化设计14-16
• 1.4.2 能量存储系统16
• 1.4.3 电动驱动系统的设计与控制16-17
• 1.4.4 并联式混合动力汽车数学模型的建立17
• 1.5 本文的主要工作17-18
• 第二章 并联式混合动力汽车主要模块的选型与参数确定18-26
• 2.1 发动机参数18-19
• 2.2 电机参数19-22
• 2.3 电池组参数22-23
• 2.4 传动系统参数23-24
• 2.4.1 主变速比23
• 2.4.2 各档位速比23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第三章 并联式混合动力汽车的分析与建模26-40
• 3.1 前言26-28
• 3.1.1 前向式建模方法26-27
• 3.1.2 后向式建模方法27
• 3.1.3 ADVISOR 仿真软件的介绍27-28
• 3.2 混合动力汽车的建模28-38
• 3.2.1 发动机模型28-30
• 3.2.2 电机模型30-32
• 3.2.3 镍氢电池组模型32-34
• 3.2.4 传动机构模型34-36
• 3.2.5 驾驶员模型36-37
• 3.2.6 车辆动力学模型37-38
• 3.2.7 整车模型38
• 3.3 本章小结38-40
• 第四章 并联式混合动力汽车模糊控制策略40-60
• 4.1 前言40-41
• 4.2 模糊逻辑控制策略的引入41-47
• 4.2.1 模糊逻辑简介42
• 4.2.2 模糊控制系统结构42
• 4.2.3 模糊控制器结构42-43
• 4.2.4 模糊化处理43
• 4.2.5 专家知识库43-44
• 4.2.6 模糊推理44-46
• 4.2.7 解模糊46-47
• 4.3 模糊逻辑在并联式混动力汽车上的应用47-48
• 4.3.1 传统控制策略存在的问题47
• 4.3.2 改进措施47-48
• 4.4 并联式混合动力汽车模糊控制策略的设计48-52
• 4.4.1 模糊转矩控制器的设计48-49
• 4.4.2 模糊控制器输入输出隶属度函数49-50
• 4.4.3 模糊控制规则50-52
• 4.5 模糊控制策略的仿真与研究52-54
• 4.5.1 基于 ADVISOR 的二次开发52-54
• 4.5.2 并联式混合动力汽车模糊控制策略的仿真与分析54
• 4.6 仿真结果及对比分析54-58
• 4.7 本章小结58-60
• 第五章 模糊控制策略的优化设计60-66
• 5.1 前言60
• 5.2 模糊控制策略的优化60-64
• 5.2.1 模糊逻辑控制常用的优化方法60
• 5.2.2 遗传模糊算法的设计60-61
• 5.2.3 初始种群生成61-62
• 5.2.4 适应度函数选取62-63
• 5.2.5 运行参数确定63
• 5.2.6 约束条件63-64
• 5.3 本章小结64-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 攻读学位期间发表的学术论文目录74-75

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