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中度混合动力汽车模型预测控制研究
| 论文题名： | 中度混合动力汽车模型预测控制研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;预测控制;状态模型;燃油消耗 |
| 摘要： | 混合动力电动汽车是将内燃机、电动机与蓄电池通过控制系统相组合的一种汽车型式。电动机可直接让车辆起步并提供加速时所需转矩，又可以将内燃机富余功率通过发电机向蓄电池充电，使发动机工作在最佳状态，并具有再生制动功能，从而大幅度降低油耗和排放。基于汽车远程信息系统的混合动力汽车预测控制可以提前获得未来运行路线上汽车运行状态，充分发挥混合动力汽车低油耗，低排放的优良性能。 本文以中度混合动力汽车为研究对象，建立了中度混合动力汽车发动机、电动机的数学模型，蓄电池充放电模型以及整车动力学模型；基于车载GPS/GIS建立汽车未来一段行驶路线上的汽车运行状态模型，将模型预测控制与动态规划相结合，以未来一段路线上的预测区域内汽车等效油耗最低作为优化控制目标，提出了中度混合动力电动汽车的实时在线滚动优化控制策略；针对动态规划计算量大的缺点采用C语言编写了动态规划计算程序，并通过对混合动力汽车的系统状态变量和控制变量进行约束，缩小了动态规划的搜索空间，从而提高了动态规划的计算效率；利用中度混合动力汽车燃油经济性的动态规划模型，以满足实时控制为前提，确定了混合动力汽车预测控制的预测视距为未来60秒，系统控制变量的离散量化值取为2N.m；利用MTALAB\Simulink的C语言S函数建立了混合动力汽车燃油经济性的预测控制仿真模型，分别在ECE、EUDC和NEDC循环工况下进行了燃油经济性仿真计算，结果表明相对于传统的基础型汽车其燃油消耗分别降低了45％，15.11％和27.48％；在预测控制策略中加入了对发动机启动的约束条件，以避免发动机的频繁启动导致发动机动态油耗的增加，NEDC循环工况的仿真结果表明该控制策略达到了预期的控制目的；分别对汽车匀速下坡工况和城市塞车工况进行了燃油经济性预测控制仿真研究，计算表明所设计的混合动力汽车预测控制策略借助未来运行状态信息实现了良好的预测控制效果；最后对蓄电池SOC管理策略为SOC保持型和SOC不保持型进行了比较，在ECE循环工况，前者的燃油消耗相对后者降低了2.24％。 |
| 作者： | 蒋勇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 舒红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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