并联式混合动力汽车控制策略与显示系统研究

【摘要】： 作为实现绿色环保车的一种切实可行方案,混合动力汽车及其开发技术正越来越受到人们的关注。其中控制策略是混合动力汽车的关键技术之一。它负责协调控制发动机和其它动力源之间的能量分配,混合动力汽车的节能、减排正是建立在控制策略对动力系统的管理和精确控制基础上的。本文以并联式混合动力汽车为研究对象,作了如下几方面的工作:混合动力汽车前向仿真建模的建立;基于规则的逻辑门限值控制策略和模糊逻辑控制策略研究;混合动力汽车整车控制器的软硬件设计;显示系统的设计与软硬件实现。 采用实验建模为主、理论建模为辅的方法,在Matlab/Simulink环境下建立了混合动力汽车的前向仿真模型,为整车控制策略的设计和控制算法开发奠定了基础。 在工作模式分析、需求转矩识别基础上,为混合动力汽车制定了基于规则的逻辑门限控制策略和模糊转矩控制策略。仿真分析表明,模糊逻辑控制策略的燃油经济性能和排放性能要优于逻辑门限值控制策略。 完成了整车控制器的软硬件设计。根据整车控制器输入输出信号的分析以及混合动力性能要求,完成了整车控制器的软硬件设计。整车控制器除制定基于规则的逻辑门限值控制策略外,还完成了通讯功能及其它一些必要的输入输出处理,实现了整车控制器对各部件的协调控制。 设计了混合动力汽车显示系统的实现方案,完成了其软硬件实现。在嵌入式操作系统WinCE支持下,通过串口通讯获取混合动力汽车各种参数信息并在液晶屏上实时显示,用触摸屏完成了人机交互功能。和传统汽车的仪表显示系统相比,该方案具有设计灵活、开发简单、界面友好等优点。 【关键词】：并联式混合动力汽车 前向仿真 控制策略 混合动力控制器 显示系统
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 混合动力汽车介绍9-11
• 1.1.1 混合动力的背景意义9
• 1.1.2 混合动力汽车简介9-11
• 1.2 混合动力汽车国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国外发展现状11-12
• 1.2.2 国内发展现状12
• 1.3 并联式混合动力汽车控制策略概述12-16
• 1.3.1 基于规则的逻辑门限控制策略13-14
• 1.3.2 瞬时优化控制策略14
• 1.3.3 智能控制策略14-15
• 1.3.4 全局最优控制策略15
• 1.3.5 控制策略分析总结15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-17
• 第2章 并联式混合动力汽车前向式建模17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 混合动力汽车建模方法分析17-19
• 2.3 混合动力汽车各模块建模19-27
• 2.3.1 驾驶员模型19-20
• 2.3.2 混合动力控制器（HCU）模型20-21
• 2.3.3 动力源及传动系模型21-25
• 2.3.4 车辆动力学模型25-27
• 2.4 模型间关系及模型参数获取27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 并联式混合动力汽车控制策略研究30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 基于逻辑门限值的混合动力控制策略研究30-35
• 3.2.1 工作模式分析30
• 3.2.2 需求转矩识别30-32
• 3.2.3 需求转矩分配与工作模式切换32-35
• 3.3 基于模糊逻辑的混合动力控制策略研究35-39
• 3.3.1 输入输出变量的确定及其模糊化36-38
• 3.3.2 模糊控制规则38
• 3.3.3 输出变量的去模糊化38-39
• 3.4 逻辑门限值和模糊控制策略仿真分析与比较39-42
• 3.4.1 仿真条件39
• 3.4.2 仿真分析与比较39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 混合动力汽车整车控制器设计43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 整车控制器功能分析43-45
• 4.3 整车控制器硬件设计45-48
• 4.3.1 整车控制器总体结构45-46
• 4.3.2 各硬件模块分述46
• 4.3.3 整车控制器抗干扰设计46-48
• 4.4 整车控制器软件设计48-53
• 4.4.1 逻辑门限值控制策略模块48-49
• 4.4.2 CAN 及串口通讯模块49-51
• 4.4.3 其它模块51-53
• 4.5 实验验证53-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第5章 混合动力汽车显示系统55-63
• 5.1 引言55
• 5.2 显示系统方案设计55-57
• 5.2.1 处理器的选择56
• 5.2.2 嵌入式操作系统的选择56-57
• 5.3 显示系统硬件设计57-58
• 5.4 WinCE 操作系统开发环境的搭建58-59
• 5.5 显示系统软件设计59-62
• 5.5.1 显示系统多窗口设计及功能实现60
• 5.5.2 与整车控制器的数据通讯60-61
• 5.5.3 动画界面设计方法61-62
• 5.6 应用程序的下载及自启动62
• 5.7 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 攻读学位期间发表的学术论文68-70
• 致谢70

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