混合动力汽车TCS控制策略的研究

【摘要】：牵引力控制系统(Traction Control System，简称TCS)是一项车辆主动安全控制技术。牵引力控制系统能够防止驱动轮过度滑转，减少轮胎磨损，提高车辆的动力性和行驶稳定性。本文以混合动力汽车为研究对象，针对混合动力汽车电机控制精度高、响应速度快的特点，对混合动力汽车牵引力控制系统进行了设计。本文主要进行了以下研究工作： 通过对混合动力汽车动力系统的组成及结构进行分析，在Matlab/Simulink环境中建立了发动机模型、电机模型和传动系模型。在课题组已有模型的基础上建立了七自由度整车模型和“魔术公式”轮胎模型。对TCS液压制动系统的基本组成和工作原理进行分析，建立了基于AMESim的液压制动系统模型。 对混合动力汽车TCS不同的控制方式进行分析，选取电机输出转矩控制、液压制动系统制动力矩控制和发动机输出转矩控制三种控制方式，根据车辆在不同工况下对其行驶性能的不同要求，结合混合动力汽车的工作模式，分别在均一附着路面、分离附着路面、对接路面和棋盘路面下，制定了混合动力汽车TCS的协调控制策略。 建立了基于Matlab/Simulink和AMESim的混合动力汽车TCS联合仿真平台，实现了液压制动系统模型和整车模型的无缝连接。对制定的协调控制策略进行了联合仿真分析，结果表明，所制定的控制策略能够有效地防止驱动轮过度滑转，提高车辆的驱动性能和行驶稳定性能。 接入实车中液压制动系统硬件，搭建TCS硬件在环仿真试验台。基于此试验台，在dSPACE环境中对控制策略进行了硬件在环仿真试验验证。实时仿真结果和离线仿真结果基本一致，进一步验证了所建控制系统的有效性。 【关键词】：牵引力控制系统 混合动力汽车 控制策略 硬件在环仿真
【学位授予单位】：重庆理工大学
【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
• 1 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 TCS 基本原理9-10
• 1.3 混合动力汽车概述10-14
• 1.4 汽车 TCS 研究现状14-16
• 1.4.1 传统汽车 TCS 研究现状14-15
• 1.4.2 混合动力汽车 TCS 研究现状15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-18
• 2 混合动力汽车 TCS 模型的建立18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 发动机模型18-19
• 2.3 电动机模型19-20
• 2.4 传动系模型20-22
• 2.5 轮胎模型22-23
• 2.6 七自由度整车模型23-26
• 2.7 TCS 液压系统模型26-31
• 2.7.1 TCS 液压系统概述26
• 2.7.2 液压控制单元的基本组成和工作原理26-28
• 2.7.3 基于 AMESim 的 TCS 液压系统模型28-29
• 2.7.4 子模型的选择及参数设置29-31
• 2.8 小结31-32
• 3 混合动力汽车 TCS 控制策略的制定32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 汽车 TCS 控制方式32-35
• 3.3 基于 PID 的 TCS 控制算法35-36
• 3.4 混合动力汽车 TCS 控制策略36-41
• 3.4.1 混合动力汽车的工作模式37
• 3.4.2 混合动力汽车 TCS 控制策略37-41
• 3.5 小结41-42
• 4 混合动力汽车 TCS 联合仿真分析42-66
• 4.1 引言42
• 4.2 联合仿真平台的建立42-45
• 4.2.1 在 Simulink 中接口的设置43
• 4.2.2 在 AMESim 中接口的设置43-45
• 4.3 均一路面 TCS 仿真分析45-49
• 4.4 分离路面 TCS 仿真分析49-54
• 4.5 对接路面 TCS 仿真分析54-59
• 4.6 棋盘路面 TCS 仿真分析59-64
• 4.7 小结64-66
• 5 基于 dSPACE 的混合动力汽车 TCS 硬件在环仿真66-78
• 5.1 引言66
• 5.2 dSPACE 实时仿真系统简介66-68
• 5.3 TCS 硬件在环试验方案68-71
• 5.3.1 硬件部分68-70
• 5.3.2 软件部分70-71
• 5.4 试验结果及分析71-77
• 5.5 本章小结77-78
• 6 全文总结与展望78-80
• 6.1 全文总结78-79
• 6.2 展望79-80
• 致谢80-82
• 参考文献82-84
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果84

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