混合动力汽车的控制策略设计及其优化方法研究

【摘要】： 混合电动汽车是一种准环保型的车辆,其能源装置通常由发动机,电池和电机组合而成。它能根据不同的行驶工况,实现单能源或多能源联合驱动方式,达到减少油耗和排放的最终目的。因此,在整车配置确定的前提下,如何实现多种动力源的协调工作,是混合电动汽车能源管理策略设计的核心问题,也是混合电动汽车的技术难点之一。本文主要根据并联式混合电动汽车(PHEV——Parallel Hybrid Electric Vehicle)的特点,进行了PHEV模糊控制器的设计与优化,主要研究内容如下: 1)介绍了各种电动汽车技术,选择以PHEV为研究对象,并针对PHEV的结构特点提出PHEV控制策略设计的重要性和技术关键。 2)基于ADVISOR2002的汽车仿真平台,对PHEV动力系统的各部件进行模型分析,为后面的研究奠定了理论基础。 3)在前人研究成果的基础上,深入研究和探讨了各种PHEV控制策略的控制逻辑和特点。并根据PHEV动力系统特点,针对ADVISOR中自定的模糊控制器提出了改进方案,完成PHEV模糊控制器的设计。并通过仿真分析,对比分析各种控制器的控制特性,验证了该控制器对PHEV系统的适用性。 4)为了进一步改善PHEV的燃油经济性,动力性和排放性,本文提出采用多目标遗传算法——NSGA-II(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II)对PHEV模糊控制器的隶属函数进行多目标寻优设计。制定了设计变量的选取规则,并通过DOE分析提取重要的设计变量,提高优化效率。最后,基于仿真结果,验证了该优化方法的有效性。 本论文所做的研究将为PHEV能量管理控制策略的设计和优化方法提供了重要的开发手段,并对PHEV的开发具有一定指导作用和参考价值。 【关键词】：混合动力汽车 模糊控制 隶属函数 多目标优化
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 课题的背景8-9
• 1.2 电动汽车分类9-11
• 1.3 PHEV 能量管理的研究现状11-14
• 1.4 多目标优化在HEV 中的应用14-15
• 1.5 HEV 的国内外发展概况15-18
• 1.6 本文的主要工作和内容安排18-20
• 2 混合动力汽车的模型20-29
• 2.1 整车动力学模型20-21
• 2.2 车轮模型21-22
• 2.3 主减速器模型22
• 2.4 发动机模型22-24
• 2.5 电机模型24-26
• 2.6 蓄电池模型26-28
• 2.7 本章小结28-29
• 3 混合动力汽车的控制策略设计29-45
• 3.1 引言29
• 3.2 车型配置及相关参数29-30
• 3.3 基于逻辑门限的电力辅助式控制策略介绍30-32
• 3.4 基于模糊逻辑的控制策略设计32-33
• 3.5 模糊控制概述33-38
• 3.6 仿真分析38-44
• 3.7 小结44-45
• 4 多目标优化遗传算法45-54
• 4.1 引言45-46
• 4.2 基本概念及术语46
• 4.3 古典多目标优化方法46-48
• 4.4 基于PARETO 的多目标遗传算法48-53
• 4.5 小结53-54
• 5 基于模糊控制的PHEV 多目标优化54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 目标函数和约束条件54-55
• 5.3 设计变量的选取55-57
• 5.4 优化模型的建立57-58
• 5.5 优化过程的实现58-59
• 5.6 优化结果分析59-62
• 5.7 小结62-63
• 6 全文总结63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 进一步的研究工作63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70

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