并联式混合动力汽车控制策略的研究

【摘要】： 并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicle,简称PHEV)是以发动机为主,电机辅助驱动的车辆。由于其环保和节能特性,正日益受到广泛的关注。其节能潜力的发挥程度直接与控制策略相关,因此有关控制策略的研究也成为当前的热点问题之一。本文以某款并联式混合动力汽车为对象,对其控制策略进行了分析研究。 论文介绍了并联式混合动力汽车动力系统以及其控制系统的结构,并且给出了动力系统各部件的相关参数; 通过对整车动力系统特性的研究,在Matlab/Simulink环境下,建立了整车后向仿真模型,其中包括发动机、电机、电池、传动系和汽车行驶动力学模型,为整车控制策略研究和开发提供了必要的仿真平台; 提出了一种开关门限值控制策略——基于能耗计算的PHEV控制策略。与原先的开关门限值控制策略相比,本策略最大优点是通过对工作点的能耗计算来划分动力系统工作区域。根据工作区域划分结果,制定相应的控制算法。再利用整车后向仿真模型对控制策略进行仿真研究,仿真结果表明,本策略提高了整车燃油经济性; 提出了应用离散动态规划算法求解PHEV燃油经济性的全局最优控制问题,以动力系统主要部件数学模型为基础,编写基于离散动态规划算法的全局最优控制程序,求解最优燃油经济性的理论值以及与其相对应的最优控制策略,为评价控制策略和控制策略优化提供了理论依据; 在基于dSPACE的PHEV动力系统试验台上,完成了动力系统的起动、发动机驱动发电和并行驱动工况的快速控制原型试验。结果表明,所制定的控制策略能够实现混合动力系统的各种工作模式,并能达到相应的效果。 论文最后总结归纳了本课题研究的结论和创新点,对进一步研究和探讨提出了展望。 【关键词】：并联式混合动力汽车 后向仿真模型 能耗计算 控制策略 离散动态规划 全局最优控制 快速控制原型
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 致谢8-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 混合动力汽车控制策略的开发背景及意义14-15
• 1.2 混合动力汽车控制策略概述15-19
• 1.2.1 混合动力汽车的分类15-16
• 1.2.2 混合动力汽车控制策略研究进展16-19
• 1.3 课题来源及本文研究的主要内容19-21
• 第二章 动力系统特性研究与建模21-36
• 2.1 引言21-22
• 2.2 某款混合动力汽车动力系统22-24
• 2.3 车辆动力学建模24-25
• 2.4 混合动力系统建模25-35
• 2.4.1 传动系建模25-29
• 2.4.2 发动机建模29-30
• 2.4.3 电机建模30-32
• 2.4.4 电池建模32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 基于能耗计算的PHEV 控制策略研究36-55
• 3.1 引言36
• 3.2 基于能耗计算的 PHEV 控制策略36-49
• 3.2.1 控制策略的原理36-37
• 3.2.2 能耗计算37-48
• 3.2.3 控制算法48-49
• 3.3 仿真分析49-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 基于离散动态规划算法的 PHEV 全局最优控制研究55-70
• 4.1 引言55
• 4.2 离散动态规划全局最优控制策略55-66
• 4.2.1 PHEV 动态规划全局最优控制问题描述55-58
• 4.2.2 动态规划求解过程58-65
• 4.2.3 动态规划求解结果65-66
• 4.3 仿真验证分析66-68
• 4.4 本章小结68-70
• 第五章 混合动力汽车控制策略的快速控制原型试验70-79
• 5.1 引言70
• 5.2 现代控制系统开发技术70-72
• 5.2.1 dSPACE 简介70-71
• 5.2.2 dSPACE-V 循环开发流程71-72
• 5.3 控制策略快速控制原型试验72-78
• 5.3.1 快速控制原型试验台构成72-73
• 5.3.2 快速控制原型试验控制模型73-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第六章 总结与研究展望79-81
• 6.1 全文总结和创新点79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士学位期间发表论文85-86

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