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液压混合动力汽车能量再生系统稳定性控制与参数优化
| 论文题名： | 液压混合动力汽车能量再生系统稳定性控制与参数优化 |
| 关键词： | 混合动力汽车;多目标优化;遗传算法;行星耦合机构;能量再生;鲁棒控制 |
| 摘要： | 液压混合动力汽车是一种节能环保汽车，其在汽车制动时将制动能以液压能的方式储存起来，然后在汽车加速或爬坡时释放，从而达到节能减排的目的。其动力系统采用行星耦合机构将液压传动系统和机械传动系统连接起来，实现功率分、汇流，进而改善汽车行驶工况。由于行星耦合机构的体积、传动效率直接影响整车质量和燃汕经济性，而且行星耦合机构的参数对液压混合动力汽车制动能回收有极大的影响，因此，如何实现体积最小化、效率商效化和能量回收最大化这一多目标优化问题是亟待解决的关键问题之一。同时，液压混合动力汽车的能量再生系统是一个复杂的随机系统，其系统建模过程中的人为简化、测量噪音的随机变化和外干扰力矩的存在等造成了液压动力系统的不确定性，因此，如何在这一复杂随机不确定性系统下实现车辆的稳定行驶，就成为一个亟待解决的关键问题。 首先，本文确定了液压混合动力汽车传动系统结构。介绍了该结构对应的三种汽午驱动工况和制动工况．其分别为：发动机单独驱动、联台驱动、液压马达单独驱动、再生制动、联合制动和传统摩擦制动，并分析了不同工况下的功率流：最后，研究了一定工况下汽车的爬坡度、加速度曲线和不同影响因素下的制动能景到收率。 其次，对行星耦台机构进行参数优化。为实现液压混合动力汽车小型、高效及能最回收率高的设计要求，建立了以行星耦台机构的效率、体积及能量回收率为目标的优化模型，采用惩罚函数法处理约束条件，提出了并列选择遗传算法进行多目标优化。利用Matlab编程进行求解，得到最优结构参数井与优化前的结构参数进行对比，结果表明：并列选择遗传算法很好的实现了多目标优化，算法简单；同时采用优化后的结构参数，使行星耦合机构的啮合效率提高了1.33％、体积减小了53.66％、混合动力汽车能量回收率提高了9.9％。 最后，对能量再生系统进行稳定性研究。以液压混合动力汽车能量再生系统为研究对象，建立了液压伺服驱动系统的动力学模型，提出了基于混合灵敏度方法的H∞鲁棒控制策略。通过Matlab编程，研究了参数变化及外干扰力矩对加速稳定性的影响，比较并分析了鲁棒控制方法与常规PID控制的控制效果。结果表明，在参数摄动和外干扰力矩作用下，H∞鲁棒控制方法能够保证能量再生系统的稳定性，而且具有更好的稳定性和干扰抑制能力。 |
| 作者： | 由艳萍 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 穆安乐;杨明星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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