混合动力汽车整车能量控制

【摘要】：混合动力汽车是指在传统内燃机汽车的基础上增加电机作为辅助驱动装置的新型汽车,由于其较好地解决了节约能源,降低排放的问题,所以受到了人们的极大关注。 混合动力汽车的能量控制是汽车开发的核心技术之一,直接影响着能量在车辆内部的流动,影响整车的动力性、经济性以及排放指标。本文以吉林省教育厅“十一五”科研项目《混合动力汽车整车能量控制系统》为依托,针对并联式混合动力汽车,设计了一种变隶属度的模糊控制策略,以实现其能量控制。 在设计控制策略之前,本文首先建立了并联式混合动力汽车的前向仿真模型。此模型主要以项目车辆相关参数为依据,以MATLAB/Simulink为平台,建立了包括：驾驶员模型、发动机模型、电机模型、蓄电池模型和车辆动力模型的前向仿真模型,此模型也作为控制算法仿真的平台。 模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊控制逻辑推理为基础的一种智能控制方法,模糊控制从行为上模拟人类思维方式,对难以建模的对象实施模糊推理和模糊决策。混合动力汽车的驱动系统是复杂非线性系统,与模糊控制的应用特点正好吻合,所以本文选用模糊控制作为混合动力汽车整车能量控制的基本控制方法。 由于车辆行驶过程中,会遇到很多不同的道路情况,当系统工况频繁变化时,模糊控制过于依赖经验的局限性会影响控制的效果,所以本文引入了粒子群优化算法,利用粒子群优化算法的自学习能力克服模糊控制的缺陷,实现在不同行驶工况下混合动力汽车整车能量控制。 最后,基于DSP和CAN总线技术设计了混合动力汽车能量控制系统,设计了数据采集、CAN总线传输等相关硬件电路,制作电路板,进行车辆台架实验,实验结果说明采用本文所提方法较好地实现了混合动力汽车能量控制,达到了节能的目的。 【关键词】：混合动力汽车 能量控制 模糊控制 粒子群 正向仿真模型 DSP CAN
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-6
• 第一章 绪论6-15
• 1.1 课题来源及研究意义6
• 1.2 混合动力汽车概述6-9
• 1.2.1 混合动力汽车特点6-7
• 1.2.2 混合动力汽车分类7-9
• 1.3 混合动力汽车的发展现状9-10
• 1.4 混合动力汽车能量控制策略10-13
• 1.5 本文主要研究内容13-15
• 第二章 并联式混合动力汽车的前向模型15-26
• 2.1 并联式混合动力汽车的仿真建模17-20
• 2.1.1 后向仿真17-18
• 2.1.2 前向仿真18
• 2.1.3 仿真软件的发展现状18-20
• 2.2 整车建模思路20-25
• 2.2.1 驾驶员模型20-21
• 2.2.2 发动机模型21-22
• 2.2.3 电机模型22-23
• 2.2.4 蓄电池模型23-24
• 2.2.5 车辆速度模型24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 基于模糊逻辑的并联式混合动力汽车的能量控制26-37
• 3.1 模糊控制理论26-30
• 3.1.1 模糊控制理论简介26
• 3.1.2 模糊控制器26-27
• 3.1.3 隶属度函数27-29
• 3.1.4 模糊推理29-30
• 3.1.5 解模糊30
• 3.2 基于模糊逻辑的并联式混合动力汽车的能量控制30-31
• 3.3 模糊控制器的设计31-34
• 3.3.1 输入输出及隶属度函数的设计31-33
• 3.3.2 模糊控制逻辑规则的设计33-34
• 3.4 仿真分析34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 基于粒子群优化的混合动力汽车能量模糊控制37-47
• 4.1 粒子群算法的提出37
• 4.2 粒子群算法概述37-38
• 4.3 粒子群算法的优化与改进38-40
• 4.3.1 自适应粒子群算法38-39
• 4.3.2 带收敛因子的粒子群算法39
• 4.3.3 混沌粒子群混合优化算法39-40
• 4.4 基于粒子群算法优化的模糊能量控制策略40-41
• 4.5 仿真分析41-46
• 4.5.1 基本粒子群算法与混沌粒子群算法的比较41-44
• 4.5.2 基于粒子群优化的混合动力汽车能量模糊控制仿真44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第五章 基于DSP和CAN总线的混合动力汽车能量控制系统47-61
• 5.1 数字信号处理器(DSP)47-48
• 5.2 CAN总线48-51
• 5.3 设计思路51-52
• 5.4 具体设计方案52-58
• 5.4.1 DSP最小系统及外围电路52-54
• 5.4.2 信号输入接口电路54-57
• 5.4.3 CAN总线接口电路57
• 5.4.4 LCD显示电路57-58
• 5.5 实验结果分析58-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第六章 全文总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附图167
• 附图267-68
• 作者简介68
• 攻读学位期间的研究成果68-69

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