基于AMESim-simulink的混合动力载重汽车控制策略仿真研究

【摘要】：随着社会的进步,环境污染和石油资源匮乏已经成为人类最为关注的问题,也是影响汽车工业可持续发展的重要因素。在排放法规日益严格的今天,汽车的排放性能又作为车辆的重要性能指标,成为汽车领域的研究热点。混合动力系统及其能量管理策略就是为了提高车辆的动力性能、燃油经济性和排放性能而形成的一种新的技术手段,对于解决汽车燃油经济性差和尾气排放量大等方面的问题有着重要的现实意义。大型载重汽车在交通运输、工程机械和军事领域等发挥着重要作用,但是在国内,相关的研究和报道较少。鉴于这种情况,本文以大型油电液三元混合动力载重汽车为研究对象,力图通过优化控制来提高混合动力汽车的动力性能、经济性能和排放性能,并通过AMESim-simulink的联合仿真来模拟控制的过程和效果,从而完善控制系统。在总结现有混合动力汽车的系统结构和工作模式,以及电混合动力和液压混合动力系统的研究成果的基础上,制定了更加完善的油电液三元混合动力系统的工作模式,在AMESim平台上建立车辆的动力学仿真模型,并且对各部件的动力参数进行匹配。根据油电液三元混合动力系统的工作模式制定了逻辑门限值控制策略和模糊控制策略,并且对这两种基于规则的控制策略进行仿真分析和比较;之后,又以模型预测控制算法为依据对系统的能量管理策略进行优化,并且在simulink平台上对其优化控制算法进行建模。通过创建S函数,使得在AMESim下建立的系统动力学模型和在simulink下建立的控制策略模型完成对接,实现二者的信息交互,联合AMESim-simulink对整车的动力性能、燃油经济性和排放性能进行仿真分析。 【关键词】：油电液混合动力系统 载重汽车 控制策略 simulink AMESim 联合仿真
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 混合动力汽车的分类10-13
• 1.2.1 按能量源不同分类10-11
• 1.2.2 按结构不同分类11-13
• 1.3 混合动力技术的发展状况13-16
• 1.3.1 国内外混合动力汽车的发展状况13-15
• 1.3.2 混合动力汽车控制策略的研究状况15-16
• 1.4 混合动力汽车的关键技术16-18
• 1.5 课题研究内容18-19
• 第2章 油电液混合动力系统的工作模式19-25
• 2.1 油电液混合动力系统的整体结构19-20
• 2.2 系统的主要模块20-21
• 2.3 系统的工作模式21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 车辆仿真模型建立及结构参数制定25-39
• 3.1 基于AMESim建立系统的仿真模型25-27
• 3.1.1 AMESim软件介绍25
• 3.1.2 AMESim-simulink联合仿真技术及基本设置25-27
• 3.1.3 整车仿真模型建立27
• 3.2 系统主要部件的参数匹配27-38
• 3.2.1 发动机模型27-29
• 3.2.2 变速箱模型29-30
• 3.2.3 蓄电池模型30-32
• 3.2.4 电机模型32-34
• 3.2.5 液压蓄能器模型34-36
• 3.2.6 液压泵/马达模型36-38
• 3.2.7 整车模型38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 基于规则的能量管理策略的仿真分析39-57
• 4.1 逻辑门限值控制策略39-45
• 4.2 模糊控制策略45-51
• 4.3 控制策略的仿真比较51-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 基于模型预测控制算法的能量管理策略优化57-71
• 5.1 模型预测控制简介57
• 5.2 控制系统结构57-58
• 5.3 能量管理策略模型的建立58-63
• 5.4 基于AMESim-simulink的联合仿真分析63-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第6章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果77-79
• 致谢79

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