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基于效率优化的混合动力系统自适应能量管理控制策略研究
| 论文题名： | 基于效率优化的混合动力系统自适应能量管理控制策略研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;系统效率优化;模式切换;动态控制;能量管理 |
| 摘要： | 本文针对单轴并联ISG电机的混合动力系统，运用动力学分析混合动力系统在各个驱动工作模式下系统的效率，以燃油经济性为目标，得到系统的基本工作区域模式切换规则;并考虑到汽车行驶工况对能量管理控制策略的影响，采用LVQ工况识别车辆行驶工况，根据识别结果调整控制策略的参数，使得汽车在不同工况下也能够提升整车的燃油经济性。与此同时，研究了混合动力系统工作模式切换过程的转矩动态协调问题;采用电机转矩补偿方法，在满足驾驶员基本的动力性需求的条件下，降低动力源输出到变速器输入端的转矩波动，提高驾驶性。以提高整车燃油经济性和驾驶性为研究目标，主要的研究工作如下: (1)针对所选的混合动力系统部件，分析单轴并联混合动力系统发动机单独驱动、电机单独驱动、行车充电、联合驱动工作模式下的传动系统总效率，根据总效率公式与各个变量的取值范围得到在加速度-速度平面的ISG混合动力汽车工作模式切换规律，为后续工况自适应控制策略奠定了基础。 (2)建立驱动工作模式下ISG混合动力系统转矩动态协调控制算法，设计驱动模式切换过程扭矩协调控制方法，包括扭矩管理策略、动力源控制方法、离合器接合模糊控制，并重点分析典型模式切换过程的扭矩协调控制方法，整理控制算法的流程图。 (3)将前述得到的ISG电机的工作模式切换规律转化到系统的需求转矩转速平面，建立隶属度函数参数可变的模糊控制器，调整工作区域边界曲线。并以燃油经济性为目标，利用粒子群算法优化模糊控制器隶属度函数参数，得到六种工况的最优控制参数。 (4)通过分析发动机的动态特性，建立发动机节气门开度计算模型以及扭矩动态输出模型;并通过分析ISG电机的动态特性，建立ISG电机扭矩动态输出模型;最后建立了电池模型和AMT变速器的状态切换逻辑，并建立了整车仿真模型。 (5)在定工况和全工况条件下，通过对比转矩动态协调控制前后的仿真结果，验证了所提出的控制策略的正确性和可行性。结果表明:转矩动态协调控制方法可及时平稳地实现电机启动发动机，能够有效降低模式切换过程的扭矩波动，减小冲击度同时满足随驾驶员需求扭矩。以此同时选定包含城市、郊区、高速公路行驶工况的随机组合工况为测试工况，进行自适应控制策略仿真分析，结果表明本文的能量管理控制策略相比于传统的基于规则的控制策略燃油经济性提升了7.8％。 |
| 作者： | 卢任之 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 邓涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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