并联混合动力电动汽车的动态控制研究

【摘要】： 并联混合动力汽车在发动机和电动机工作过程中,需要根据路况进行能量分配和工作模式的切换。能量分配的研究已经有大量成果,而工作模式切换控制的研究还不多见。混合动力工作模式的切换实际上是一个过渡过程,动态控制的目的就是希望汽车在切换过渡过程中,保持平稳运行,使整车在模式切换前后的动力性、经济性、排放、舒适性不发生大的波动。本文针对这一问题,遵循“文献分析”——“整车建模”——“前期试验”——“算法仿真研究”——“验证试验”的技术路线,完成了对混合动力系统的动态控制研究。 根据动态控制的目的,本文对并联混合动力系统进行了动力学理论建模。建模过程中,基于内燃机的热力学过程,首次建立了图形化的发动机伪键合图模型;根据杠杆法,建立了AL4自动变速系统的动力学模型;并构建了多能源动力总成控制体系结构。 鉴于伪键合图发动机模型在实际控制上的缺陷,本文对发动机的稳态和动态特性进行了试验研究。得出了发动机动态特性随发动机节气门开度、节气门开度变化率、转速这三个因素而变化的规律;以试验数据为基础,利用神经网络的预测功能,分别建立了发动机的稳态和动态转矩估计模型。 论文以并联混合动力汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出了“转矩预分配+发动机调速+发动机转矩估计+电动机转矩补偿控制”的动态控制策略。以Matlab/Simulink为仿真平台,搭建了基于整车动态控制的仿真模型,进行了循环工况仿真研究,验证了仿真模型的正确性。在此基础上,进一步对上述基本控制算法进行了定工况和全工况仿真验证。 通过搭建试验台架,借助dSPACE快速控制原型工具,对动态控制算法进行了试验验证。结果表明,在各种状态切换过程中,动态控制算法能有效控制混合动力系统的转矩波动,保证动力传递的平稳性。 【关键词】：并联混合动力汽车 能量预分配策略 发动机转矩估计 动态控制
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 课题背景及意义10-14
• 1.2 文献综述14-23
• 1.3 本文研究的主要内容和方法23-24
• 1.4 本文结构24-25
• 第2章 并联混合动力汽车系统建模25-46
• 2.1 并联混合动力汽车仿真方法分类25-27
• 2.2 并联混合动力系统仿真模型的建立27-43
• 2.3 多能源动力总成控制系统模型43-45
• 2.4 本章小结45-46
• 第3章 基于神经网络的发动机转矩估计46-64
• 3.1 发动机稳态和动态特性测试试验46-49
• 3.2 发动机特性数据分析49-53
• 3.3 发动机转矩神经网络估计的实现53-63
• 3.4 本章小结63-64
• 第4章 并联混合动力系统的动态控制策略64-80
• 4.1 并联混合动力系统动态控制算法的构成64-67
• 4.2 动态控制中的转矩预分配策略67-74
• 4.3 电动机转矩补偿控制策略74-79
• 4.4 本章小结79-80
• 第5章 并联混合动力系统动态控制仿真研究80-100
• 5.1 整车控制仿真模型的构成80-81
• 5.2 基于NEDC循环工况的整车模型正确性验证81-85
• 5.3 定工况仿真85-92
• 5.4 全工况仿真92-99
• 5.5 本章小结99-100
• 第6章 动态控制算法的台架试验验证100-123
• 6.1 试验系统100-104
• 6.2 发动机的调速控制104-107
• 6.3 验证试验方案107-108
• 6.4 台架验证试验结果及分析108-122
• 6.5 本章小结122-123
• 第7章 结束语123-126
• 7.1 全文总结123-125
• 7.2 主要创新点125
• 7.3 展望125-126
• 参考文献126-133
• 致谢133-134
• 附录A 发动机的键合图模型134-143
• 附录B 攻读博士期间发表的论文与其他研究成果143

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

重度混合动力汽车驱动模式切换动力源转矩协调控制    秦大同;刘东阳;杜波;龚海渊;

并联混合动力系统自动变速器换挡规律与控制    潘庆庆;彭景光;袁伟光;

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究    杜常清

混合动力轿车驱动工况下防滑与侧向稳定性控制算法研究    晁黎波

混合动力客车制动力协调控制算法研究    张体环

混合动力电动汽车运行状态切换过程动态控制研究    牛艳霞

双离合器式混合动力传动系统模式切换品质仿真研究    王印束

并联混合动力行星齿轮机械自动变速器研究    潘庆庆

并联式混合动力压缩式垃圾车的方案设计及仿真研究    黄蕾

基于dSPACE的混合动力控制器原型研究与开发    段薇

重度混合动力汽车驱动模式切换中的动力源转矩协调控制    刘东阳

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

混合动力电动汽车动力系统选型策略分析    王冬,田光宇,陈全世

基于FNN自适应控制的HEV控制策略    王大志,王建辉,顾树生

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    舒红,秦大同,胡建军

神经网络的BP算法在发动机建模中的应用    胡建军,秦大同,杨为

新型非接触式车轮扭矩传感器设计    宋国民,张为公,翟羽健

Matlab神经网络工具箱BP算法比较    蒲春;孙政顺;赵世敏;

基于转矩分配的并联式混合动力电动轿车能量管理策略研究    黄妙华;陈飚;陈胜金;

交流电机与行星磁粉离合器组合调速方案研究    张力军,赵稳

气压传动系统CAD研究    熊伟,包钢,王祖温

新型车用功率分流式自动变速器的研究    魏英俊

并联混合动力汽车传动系统建模及控制策略研究    于俊伟

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

模型(汽车)试验低速风洞设计    汪涌;龚光军;

汽车曲线制动工况的轴间动态制动力分配数学模型    边铭瑞;丁品先;

7CBY—1型挂车液压制动装置的设计    李伯峰;韩永法;

数值方法在汽车性能预测中的应用    王其东;羊拯民;

对汽车制动效能评价标准的探讨    方锡邦;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

基于方向图的指纹模式分类研究    夏巍

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

色板对葱蓟马诱捕量的BP神经网络模型预测    任向辉;王运兵;崔建新;李嘉;李松伟;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

汽车转向轮主销内倾角设计计算    魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;

HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算    任国清;

基于状态反馈极点配置的4WS系统设计及仿真    王莉;杜家政;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

浅谈离合器分泵支架优化设计    严思炜;郝世强;

主副一体整体式车架的改进    黄睿;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

面向空气悬架大客车操稳性的多体动力学建模与仿真研究    葛榕;秦东晨;徐一村;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

随机回归神经网络的动力学行为研究    朱松

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究    童伟

汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究    姚栋伟

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

基于接口和行为语义的Web服务发现与适配研究    邝砾

轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计    车勇

基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究    栾小丽

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

基于BP神经网络的航段安全评估研究    王浩锋

消防单兵综合信息采集系统研究    王永

基于辐射传输模型和CHRIS数据反演春小麦LAI    邢著荣

汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究    傅寿字

助行机器人机构设计及样机研制    彭锦波

平面绳牵引并联机构的控制研究    万晓正

软件可靠性模型应用方法研究    李鑫平

吊丝主动重力补偿系统设计与研究    高吾益

4G94D4发动机电喷系统台架匹配试验研究    方立辉

并联式混合动力电动汽车动力总成系统的仿真研究    梁龙,张欣,李国岫,王浩

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

模糊控制曲面的参数设计和曲面估算    任永平,李圣怡

自动变速器换档规律的研究    高吕和;

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

混合动力节能汽车研究现状及发展趋势    杨德亮;

混合动力电动汽车动力系统选型策略分析    王冬,田光宇,陈全世

混合动力汽车的发展现状及其关键技术    张卫青;

并联混合动力汽车起步过程TCS研究    欧健;熊峰;

后装压缩式垃圾车结构设计分析    曹建国

轿车稳定性控制系统轮缸压力控制和估算算法研究    欧阳

汽车稳定性控制系统控制策略与评价方法研究    郭健

混合动力汽车再生制动与稳定性集成控制算法研究    尚明利

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

轻型越野汽车牵引力/制动力控制系统研究    赵健

混合动力汽车动力传动控制系统的研究与开发    陈龙安

轻型汽车转向稳定性控制算法及硬件在环试验台研究    刘巍

基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究    李道飞

轻型机械自动变速越野汽车牵引力控制系统研究    苑绍志

基于滑移率的液压ABS控制算法研究    卢文博

基于最优滑模控制理论的车辆稳定性控制策略研究    徐明法

异形螺杆加工中插补算法及控制策略的研究    赵萍

并联混合动力汽车控制策略和软件设计的研究    朱明方

并联混合动力汽车传动系统建模及控制策略研究    于俊伟

汽车TCS轮速识别与电子节气门控制    付皓

汽车TCS系统建模及控制逻辑研究    吕济明

并联混合动力电动大客车多能源动力总成控制系统研究    孟亚鹏

并联混合动力汽车模式切换中的协调控制问题研究    冀尔聪

并联式混合动力汽车动力合成装置的研究    白钰枝

插电式混合动力汽车硬件在环测试    叶明;舒红;刘永刚;

电液复合动力汽车关键技术探讨    车威;朱清山;

电动汽车再生制动力动态协调控制算法研究    姜建满;赵韩;

插电式混合动力客车工作模式切换控制研究    叶明;舒红;陈然;

混合动力汽车关键技术探讨    车威;杨勇;

开关磁阻起动/发电系统控制策略及实验研究    昝小舒

输电网优化规划策略与安全价值评估    王靖然

串联型液压混合动力汽车的能量管理策略研究    冯代伟

单电机重度混合动力汽车模式切换与AMT换挡平顺性控制策略研究    杜波

基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究    王印束

混合动力电动汽车运行状态切换过程动态控制研究    牛艳霞

串联式混合动力汽车APU系统速度和功率跟踪控制    赵旭光

混合动力重型车动力传动系统优化匹配与仿真分析    樊明明

HEV发动机辅助控制策略研究    赵立金

基于dSPACE的混合动力控制器原型研究与开发    段薇

基于系统特性的混合动力客车制动协调控制策略研究    王明

并联混合动力客车电控离合器系统开发    马驰原

轿车主动前轮转向与电子稳定性系统协调控制策略研究    高新朝

并联式混合动力装载机控制策略研究    张颖

混合动力轿车制动踏板行程模拟器及控制策略研究    王聪

离散时间系统多模型切换控制器    李晓理,王伟

倒立摆系统及其智能控制研究    郭钊侠,方建安,苗清影

电动汽车动力电池SOC预测技术研究    朱元,韩晓东,田光宇

免疫算法    王磊,潘进,焦李成

神经网络的BP算法在发动机建模中的应用    胡建军,秦大同,杨为

并联式混合动力汽车多能源动力总成控制单元的研究与开发    张欣,李国岫,宋建锋,王大兴

智能转矩转速传感器    夏为明

气动程控回路的计算机辅助设计    韩建海，章琛，陈兴祥

串联混合动力电动客车控制策略的优化设计    黄妙华,喻厚宇

车用离合器起步接合过程模拟    毕凤荣,刘厌非

短期降雨预报在汛限水位动态控制中的应用    周惠成,李丽琴,胡军,刘松,张明钢

项目成本管理在公路工程中的应用    李亚玲

青山水库汛限水位动态控制可行性分析    张民强;安莉娜;陈步进;钱镜林;郑敏森;

并联混合动力汽车从纯电动切换至发动机驱动的控制研究    颜伏伍;潘庆庆;杜常清;

浅谈建筑工程施工阶段的监理质量控制    张华辉;

基于建设项目工程造价有效控制与管理措施重点探讨    易翠;

建筑工程项目目标控制研究    苑东亮;徐德龙;李慧民;

浅析装饰装修工程施工质量控制    黄明伦;羊伟庆;

刍议建筑施工企业如何进行成本控制    吕灿辉;

复杂动态系统的故障检测与诊断    葛彤,邓建华

计算机在热处理设备上的应用    张志鹏;夏晓宁;

大朝山水电站水库汛期运行水位动态控制研究    甘启娣;周林;周祥林;梅志宏;张云杰;

大朝山水电站水库汛期运行水位动态控制研究    甘启娣;周林;周祥林;梅志宏;张云杰;

对黄河流域实施水库汛限水位动态控制的思考    张素平;魏军;张乐天;

并联式混合动力汽车控制策略的比较研究    王帅宇;黄开胜;蒋荻南;卢青春;

山美水库实践洪水资源化——开展汛限水位动态控制的研究与探讨    刘奕山;

船舶建造的计划管理及优化方法    陈宁;曲浩;

密实系数法及其在套管成孔灌注桩施工中的应用    董道军;程瑶;

ORBIS测径仪在宣龙高线的应用    张子强;樊番;李强;

LD转炉吹炼终点的动态控制    O.G.Sickert;F.Mittermayr;W.Pirklbauer;孙彦辉;

科学调度让防洪库容“动”起来    本报通讯员 张祖民 金英学

成本档案管理动态控制超支    周向东

动态控制：一体化联合作战指挥控制的基本方法    汪立生

市中区公安分局动态控制保稳定    陆卫东

收集情报信息 强化动态控制    江宫轩

成本动态控制降本增效    本报记者 柳祖林

转炉动态控制炼钢出现新趋势    孙钻

以“动”制“变”保安全    通讯员 张毅

干部目标责任制实行动态控制管理    记者 骆继荣 通讯员 韩朝旗

大跌中 如何转危为“机”    吴青芸

并联混合动力电动汽车的动态控制研究    严运兵

汛限水位动态控制方法研究及其风险分析    曹永强

房柱式采矿地压动态控制及人工智能应用研究    刁心宏

项目融资风险分担、控制模型及其实证分析    刘金璐

新型仿人假手及其动态控制的研究    黄海

网络化制造中知识流的控制技术研究及应用    王生发

面向数字地球的三维景观构造关键技术研究    于文洋

ATM网络服务质量的动态控制及管理的研究    程东年

车辆走停巡航系统的非线性控制研究    宾洋

汽车纵向运动多模型分层切换控制    高锋

并联混合动力汽车系统建模与转矩动态控制的仿真研究    孙文凯

官厅水库汛限水位动态控制研究    张新

高压缩比甲醇发动机工作过程研究    宋福祥

赢得值原理在造价动态控制中的应用    阳淑瑗

水库汛限水位动态控制效益分析    张晓刚

双轴并联混合动力汽车的实时仿真技术研究    秦敬媛

我国上市公司并购定价风险的动态控制    李英春

建设监理在水利工程施工质量控制中的作用探讨    于桓飞

工程力学课程中的若干动态控制研究及其应用    孙宗云

建筑装饰施工项目成本控制研究    王海强