基于遗传算法和模糊控制的某型纯电动汽车整车控制策略的研究

【摘要】：近年来,温室气体的排放和自然资源的枯竭已成为严重的全球性问题,城市污染气体的排放中,汽车已占了70%以上。电动汽车效率高并且零尾气排放,被公认为解决这些问题的方案。整车控制器是电动汽车关键技术的核心,整车控制器性能直接影响到整车的动力性、经济性。本文研究的是动力电池和超级电容作为复合能源系统的纯电动汽车,通过整车控制器协调两者工作,提高续驶里程并延长动力电池使用寿命。 本文主要研究了整车结构,具体分析整车动力总成的架构和复合能源系统的结构,确定复合能源的能量来源类型和结构,还具体分析关键零部件的性能；制定控制策略并建立整车仿真模型,分析车辆运行工况,以及复合能源的特性,制定了整车能量分配控制策略；利用MATLAB/Simulink建立驱动电机、动力电池、超级电容和DC/DC等仿真模型,并以此建立整车系统模型； 离线仿真整车系统模型,验证控制策略的有效性；优化整车控制策略,用遗传算法优化在电-电混合纯电动汽车中运作良好的模糊控制策略,优化了其隶属度函数和控制规则,并在MATLAB中完成遗传算法的程序设计并仿真；硬件半实物仿真实验验证,用dSPACE/MATLAB平台搭建硬件半实物仿真系统,对设计的整车控制器进行实验,分析实验结果。 仿真和试验结果表明：逻辑门限控制策略以及模糊理论控制策略都能够实现车辆的控制目标,发挥了复合电源系统的优势；优化后的模糊控制策略消耗的能源更低,增加续驶里程；通过硬件半实物仿真实验得出,在课题中设计的整车控制器是符合设定要求。 【关键词】：电-电混合纯电动汽车 复合能源系统 控制策略 整车控制器 硬件半实物仿真
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-25
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 研究意义17-18
• 1.3 国内外研究现状18-24
• 1.3.1 新能源汽车国内外研究现状18-21
• 1.3.2 整车控制器国内外研究现状21-24
• 1.4 本文的研究内容24-25
• 第二章 电-电混合纯电动汽车整车结构分析25-40
• 2.1 引言25
• 2.2 电-电混合纯电动汽车整车总体结构设计25-26
• 2.3 关键部件的性能26-36
• 2.3.1 驱动电机的特性26
• 2.3.2 复合能源的结构26-27
• 2.3.3 动力电池的特性27-30
• 2.3.4 超级电容的特性30-33
• 2.3.5 DC/DC的特性33-36
• 2.4 整车基本参数及关键零部件参数36-39
• 2.4.1 整车的基本参数36-37
• 2.4.2 电机参数37-38
• 2.4.3 复合能源系统参数38-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 整车控制策略的制定和整车系统模型的建立40-62
• 3.1 引言40
• 3.2 整车控制策略的制定40-46
• 3.2.1 逻辑门限控制策略40-43
• 3.2.2 模糊理论控制策略43-46
• 3.3 整车系统模型的建立46-56
• 3.3.1 整车控制模型47-50
• 3.3.2 驾驶员模型50-51
• 3.3.3 电机及其控制器模型51-53
• 3.3.4 复合能源管理系统模型53-56
• 3.4 离线仿真及分析56-61
• 3.4.1 仿真结果及分析56-59
• 3.4.2 复合能源优势分析59-60
• 3.4.3 控制策略分析60-61
• 3.5 本章小结61-62
• 第四章 基于遗传算法的模糊控制器优化研究62-73
• 4.1 引言62
• 4.2 模糊控制的优化问题62-63
• 4.2.1 模糊控制常用的优化方法62-63
• 4.2.2 遗传模糊优化方法63
• 4.3 遗传模糊算法设计63-69
• 4.3.1 初始种群生成65-67
• 4.3.2 适应度函数的选取67
• 4.3.3 运行参数设定67-68
• 4.3.4 约束条件68-69
• 4.4 遗传模糊控制器的仿真分析69-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第五章 整车控制器硬件半实物仿真试验73-78
• 5.1 引言73
• 5.2 基于dSPACE的硬件半实物仿真试验73-75
• 5.2.1 试验方案设计74-75
• 5.2.2 试验模型搭建75
• 5.3 试验结果分析75-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 全文总结及展望78-80
• 6.1 全文总结及创新点78-79
• 6.1.1 全文总结78
• 6.1.2 创新点78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-83
• 攻读学位期间的学术活动及成果清单83

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