插电式混合动力校车控制策略硬件在环仿真研究

发布时间：2016-12-16 21:38

  本文关键词：插电式混合动力校车控制策略硬件在环仿真研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《北京理工大学》 2015年

插电式混合动力校车控制策略硬件在环仿真研究

范皓  

【摘要】：插电式混合动力汽车兼具纯电动汽车和混合动力汽车的特点,既可以在纯电动模式下运行,节能环保零排放,也可以在普通混合动力模式下运行,满足人们的长途行驶需求,因而具有很好的应用前景。本文制定了一种基于规则的能量管理控制策略,并搭建模型对此策略进行了离线仿真,搭建硬件在环仿真平台对刷写了控制策略的控制器进行硬件在环仿真。本文的主要研究内容有:插电式混合动力校车动力结构选型及其匹配。动力结构选型及匹配是整车动力性的保障和经济性的基础,本文选型考虑了成本及动力性能潜力等方面,并通过最高车速和爬坡性能两个指标进行初步匹配,通过加速性能指标校验。在纯电动模式时0-50km/h加速时间少于15s,在混合动力模式下少于20s,均小于22s的设计要求。验证了匹配可以满足校车动力性能指标。制定了基于规则的能量管理控制策略。能量管理控制策略是插电式混合动力汽车实现经济性良好表现的基础,依据能量管理控制策略制定的四个原则,制定了纯电动(EV,electric vehicle)模式、电量消耗(CD,charge-depletion)模式和电量维持(CS,charge-sustaining)模式三种能量消耗模式构成的能量管理控制策略,三种模式依次对应动力电池由高到低的电量阶段。并且将CD模式与CS模式之间的切换设定为可逆切换。当电池电量由于发动机发电而回升至一定水平时,可以实现由CS模式向CD模式的切换,变相延长了车辆在行驶过程中CD模式的时间,与全局最优理论所得结果相契合,有利于进一步提升了车辆燃油经济性。基于MATLAB/Simulink,完成了插电式混合动力校车整车及整车能量管理控制策略建模。通过构建整车模型中各动力部件模型、动力电池和驾驶员模型等以及能量管理控制策略模型,在离线仿真环境下,通过速度跟随、功率跟随和电池荷电状态水平(So C,State of Charge)变化曲线等仿真结果,验证了所制定控制策略的有效性与合理性,所制定控制策略在动力性方面达到设计要求,能够很好地跟随中国典型城市道路工况;在经济性方面取得了良好表现,19个循环工况下85%电量为起点的油耗和电耗分别为15.3L和10.7 kW?h,并且车辆能量消耗模式可以实现CD和CS阶段的可逆切换,延长了CD阶段时间。完成了集成CAN总线通讯功能的CANoeSimulink联合仿真。通过将整车动力系统模型拆分为CAN总线上的节点模型,仿真CAN总线环境下控制策略的运行情况,验证了总线负载合理,为27.17%,信号发送和接收时间满足整车控制器的开发要求,控制策略功能实现正常,其仿真结果与Simulink离线仿真结果相关系数达0.98。完成了基于Moto Tron的整车控制器开发。将控制策略嵌至Moto Hawk工程文件并通过自动代码生成技术生成代码,再由上位机Moto Tune将生成代码刷写至控制器,并利用上位机Moto Tune对控制器进行在线监测和标定。开发了集CAN总线仿真与监控标定于一体的硬件在环仿真平台。基于“V”循环控制系统开发流程,结合从“虚拟—现实”的开发步骤,逐步验证所开发控制器的功能。硬件在环仿真结果表明,所开发控制器能够实现控制功能,速度跟随、功率跟随、模式切换和各动力部件转矩等几个仿真结果与控制策略预期相符,也与模型在环的仿真结果相符,表明所开发的插电式混合动力校车控制器具有较好的稳健性和可靠性。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7
【目录】：

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1 申彩英;夏超英;;基于改进型动态规划算法的串联混合动力汽车控制策略[J];控制理论与应用;2011年03期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 申彩英;串联混合动力汽车能量优化管理策略研究[D];天津大学;2010年

2 刘乐;串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究[D];吉林大学;2011年

3 张博;可外接充电混合动力汽车能量管理策略研究[D];吉林大学;2009年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申彩英;胥帆;李刚;;模糊C均值BP神经网络算法及其应用[J];中国农机化学报;2014年04期

2 申彩英;胥帆;李刚;;一种新型串联混合动力汽车能量管理策略[J];中国农机化学报;2014年05期

3 杨东徽;李军;;浅析混合动力汽车控制策略[J];汽车工业研究;2015年08期

4 申彩英;全奎松;胥帆;李孟柯;李刚;;基于遗传算法的增程式电动汽车控制策略[J];中国农机化学报;2015年05期

5 赵韩;吴迪;;ISG混合动力汽车模型预测控制策略研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2014年01期

6 夏超英;张聪;;基于二次型性能指标的混合动力汽车实时优化控制[J];控制理论与应用;2014年05期

7 申永鹏;王耀南;孟步敏;;电动汽车增程器燃油效率优化控制[J];控制理论与应用;2014年06期

8 申彩英;高韬;;基于猴群算法的混合动力汽车能量管理策略[J];计算机工程与应用;2014年14期

9 余岳;粟梅;孙尧;董密;;基于模糊去约束法的V2M系统运行优化[J];湖南大学学报(自然科学版);2014年10期

10 于丽敏;熊会元;宗志坚;张庆;;基于动态规划的电动汽车加速过程优化控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);2014年08期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 方树平;周志立;徐立友;;串联式混合动力拖拉机能量管理策略研究[A];第十一届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 昝小舒;开关磁阻起动/发电系统控制策略及实验研究[D];中国矿业大学;2011年

2 王靖然;输电网优化规划策略与安全价值评估[D];天津大学;2011年

3 林歆悠;混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D];重庆大学;2011年

4 冯代伟;串联型液压混合动力汽车的能量管理策略研究[D];电子科技大学;2012年

5 唐先智;混合动力客车控制策略优化[D];吉林大学;2013年

6 吴迪;ISG混合动力汽车能量优化管理策略研究[D];合肥工业大学;2013年

7 郭海龙;基于行驶状况识别的混联式HEV多模式能量控制策略研究[D];华南理工大学;2013年

8 严英;纯电动公交客车加速踏板驾驶特性辅助优化策略研究[D];天津大学;2012年

9 周楠;多醇燃料混合动力车辆控制算法研究[D];吉林大学;2014年

10 孙强;应用于压缩式环卫车的单轴并联式混合动力总成匹配技术研究[D];山东大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵旭光;串联式混合动力汽车APU系统速度和功率跟踪控制[D];燕山大学;2012年

2 李俊杰;单轴并联混合动力汽车建模与能量分配优化仿真研究[D];吉林大学;2012年

3 张岩;面向混合动力汽车能量管理策略的汽车运行工况多尺度预测方法[D];吉林大学;2013年

4 周文滨;并联混合动力汽车能量控制策略研究[D];吉林大学;2013年

5 胡贵华;燃料电池混合动力机车建模及优化控制[D];西南交通大学;2013年

6 肖仁鑫;插电式混合动力汽车能量管理优化及辅助动力单元控制研究[D];昆明理工大学;2013年

7 叶盼;基于DP动态规划的ISG型行星耦合混合动力汽车模糊控制能量管理策略研究[D];重庆大学;2013年

8 井岩;增程式电动车发动机转速控制方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

9 王伦珍;混合动力扫路车动力系统设计与控制策略研究[D];合肥工业大学;2013年

10 鲁登科;并联式混合动力电动汽车能量管理系统控制策略的研究[D];哈尔滨理工大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 余晓江,何洪文,孙逢春;混合动力电动大客车的技术现状[J];车辆与动力技术;2002年04期

2 何洪文,祝嘉光,李剑;混合动力电动汽车技术发展与现状[J];车辆与动力技术;2004年02期

3 孙逢春,杨为琛,张承宁;BJD6100-EV型电动公交车直流驱动系统研究[J];北京理工大学学报;2002年01期

4 肖攀;陈广伟;邓楚南;;电动汽车的电池技术研究[J];北京汽车;2005年06期

5 陈晓东 ,高世杰;混合动力汽车发展所面临的挑战[J];汽车工业研究;2001年06期

6 张卫青;;混合动力汽车的发展现状及其关键技术[J];重庆工学院学报;2006年05期

7 段岩波,张武高,黄震;混合动力电动汽车技术分析[J];柴油机;2003年01期

8 王大志,王建辉,顾树生;基于FNN自适应控制的HEV控制策略[J];东北大学学报;2003年06期

9 阿布里提.阿布都拉,清水健一;电动汽车的发展现状和开发动向[J];电工电能新技术;2001年01期

10 宋凌锋;程树康;;电动车电驱动技术综述[J];电工技术;1999年04期

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 李卫东;混杂动态系统的分析与控制[D];浙江大学;2003年

2 刘明辉;混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究[D];吉林大学;2005年

3 曹珊;基于CAN总线的混合动力汽车辅助动力单元系统与控制策略研究[D];吉林大学;2007年

4 严运兵;并联混合动力电动汽车的动态控制研究[D];武汉理工大学;2008年

5 吴剑;并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D];山东大学;2008年

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1 黄伟;巫茜;;液压AGC系统的智能融合控制策略(英文)[J];机床与液压;2012年12期

2 张有森,胡学亮,姚力群;城市昆虫的群落特点及控制策略[J];白蚁科技;2000年02期

3 牛秦玉,方宗德,杨剑;电动型自动变速器AMT控制策略[J];机械与电子;2005年03期

4 刘栩;冀捐灶;牛刚;;DC/DC变换器预测模糊PID控制策略与实现[J];电源技术;2009年12期

5 杨光;张建民;;基于PID控制策略的单自由度AMB设计与仿真[J];黑龙江科技信息;2013年20期

6 李莹;;混合动力汽车结构分析及控制策略研究[J];山西青年;2013年06期

7 白婷;;燃料电池电动汽车控制策略的仿真研究[J];汽车零部件;2013年04期

8 费敏锐,姜宝之,阎秀兰;小型分散系统中并发通信的控制策略及分析[J];仪器仪表学报;1993年03期

9 熊安胜;;并联混合动力汽车控制策略[J];湖南农机;2014年05期

10 张君鸿;梁海波;;混合动力控制策略对排放影响的试验研究[J];车用发动机;2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈瑞;陈红;;控制策略的跨文化分析[A];第十一届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2007年

2 杨晓东;;攀钢光整机延伸率模式的控制策略[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年

3 胡晓阳;龚传利;;碗米坡水电厂AGC控制策略改进[A];中国水力发电工程学会信息化专委会2009年学术交流会论文集[C];2009年

4 敖朝华;汪月昆;;基于I-Fuzzy-Smith算法的融合控制策略仿真[A];中国运筹学会模糊信息与模糊工程分会第五届学术年会论文集[C];2010年

5 张庆新;张红梅;王凤翔;;一种新型直线驱动器的数学模型及控制策略[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

6 周京华;张辉;章小卫;陈亚爱;;电网电压不平衡时MMC-HVDC的控制策略[A];中国计量协会冶金分会2013年会论文集[C];2013年

7 陈雪龙;卢丹;董恩超;;非常规突发事件演化的能量运动模型及控制策略研究[A];中国系统工程学会第十八届学术年会论文集——A11系统工程方法在公共卫生、突发事件应急管理方面的研究[C];2014年

8 吕敬;张建文;蔡旭;;基于环流前馈补偿的多变流器并联环流控制策略[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

9 常康;宋晓芳;薛峰;周玲;;计及风电影响的安全稳定控制技术研究[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

10 黄声华;万山明;陈骁;庞珽;;双机械端口电机及其扩展问题研究[A];第十五届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王建忠;商用车机械式自动变速器控制策略关键技术研究[D];吉林大学;2014年

2 陈贞丰;几类不确定非线性系统的稳定性与控制研究[D];广东工业大学;2013年

3 韩守亮;电动汽车驱动用模块化级联电机系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 范皓;插电式混合动力校车控制策略硬件在环仿真研究[D];北京理工大学;2015年

2 熊佳;沥青路面质量控制策略的分析研究[D];长沙理工大学;2010年

3 周璇;冲突控制策略的老化研究[D];西北师范大学;2014年

4 崔健;统一电能质量调节器新型控制策略研究[D];天津大学;2007年

5 马晨琦;混合动力汽车的控制策略研究[D];上海海洋大学;2014年

6 李峰;矢量控制系统中优化PWM控制策略的研究[D];天津大学;2004年

7 余龙;山区路况下直驱型纯电动客车控制策略仿真与试验研究[D];北京理工大学;2015年

8 栾晓芳;2.0TC高压共轨柴油机EGR控制策略的研究[D];吉林大学;2014年

9 陈自强;永磁直驱式风电变流器控制策略的对比研究[D];湖南大学;2011年

10 曹明轩;插电式混合动力电动汽车的运动过程控制策略研究[D];华南理工大学;2013年

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