基于图论与机器学习的EVT混合动力传动系统方案设计与参数优化研究
发布时间：2021-04-02 16:08
随着全球各国工业化进程的加快,汽车保有量快速上升,伴随而来的环境污染与能源短缺问题日益突出。而混合动力汽车采用高效节能的驱动方式,既污染小又续航里程远。EVT（Electrical Variable Transmission）系统作为混合动力传动系统的典型代表,具有广阔的发展空间和重要的科研价值。本文将EVT混合动力传动系统作为研究对象,采用图论与机器学习等研究方法,开展了如下工作:（1）建立EVT系统分层图画模型与图论矩阵模型,改进多动力源与行星齿轮系构件间的连接方式,丰富图论在EVT系统设计的研究理论。建立EVT系统图论动力学模型,分析各构件的相互作用关系;（2）基于24种EVT基础方案,添加一定数量的离合器/制动器,建立样本设计空间。将表征EVT系统拓扑关系与性能特征的构型矩阵作为样本输入,将EVT系统的仿真油耗作为样本输出。利用RBF与DBN网络学习EVT系统构型矩阵到DP仿真油耗之间的映射关系,建立构型油耗评价模型。经过对比分析,DBN构型油耗评价模型性能更优;（3）基于BPSO寻优方法,结合DBN构型油耗评价模型,添加有选择性进化策略,增强BPSO的收敛性,并进行EVT方案...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于HWFET工况的参数优化前后方案发动机工作点统计
5基于参数油耗评价模型的EVT系统参数优化109从发动机工作点分布来看，参数优化后方案发动机工作在高效区间的工况时间要多于参数优化前方案。图5.20基于HWFET工况的参数优化前后方案能量损失统计Fig.5.20EnergylossstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonHWFET从参数优化前后方案能量损失统计图可以看出，对于HWFET工况，参数优化前方案损失能量为8.073x106kJ，而参数优化后方案为7.863x106kJ。从能量损失来看，参数优化后方案耗能少于参数优化前方案。由上可知，在HWFET工况，参数优化后方案的燃油经济性相对参数优化前有所提升。图5.21基于UDDS工况的参数优化前后方案发动机工作点统计图Fig.5.21EngineoperatingpointstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonUDDSVehicledrag89%Battery2%EM16%EM23%7134237KJ190525KJ514155KJ233824KJVehicledrag91%Battery1%EM14%EM24%7134237KJ110705KJ339186KJ279271KJ00.10.20.30.40.50.60.70.80.9<10%10%~15%15%~20%20%~25%25%~30%30%~35%>35%占总时间的比例优化前优化后
5基于参数油耗评价模型的EVT系统参数优化109从发动机工作点分布来看，参数优化后方案发动机工作在高效区间的工况时间要多于参数优化前方案。图5.20基于HWFET工况的参数优化前后方案能量损失统计Fig.5.20EnergylossstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonHWFET从参数优化前后方案能量损失统计图可以看出，对于HWFET工况，参数优化前方案损失能量为8.073x106kJ，而参数优化后方案为7.863x106kJ。从能量损失来看，参数优化后方案耗能少于参数优化前方案。由上可知，在HWFET工况，参数优化后方案的燃油经济性相对参数优化前有所提升。图5.21基于UDDS工况的参数优化前后方案发动机工作点统计图Fig.5.21EngineoperatingpointstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonUDDSVehicledrag89%Battery2%EM16%EM23%7134237KJ190525KJ514155KJ233824KJVehicledrag91%Battery1%EM14%EM24%7134237KJ110705KJ339186KJ279271KJ00.10.20.30.40.50.60.70.80.9<10%10%~15%15%~20%20%~25%25%~30%30%~35%>35%占总时间的比例优化前优化后
【参考文献】：
期刊论文
[1]神经遗传增程式电动汽车控制策略[J]. 张袅娜,李昊林,李彦阳,周长哲. 长春工业大学学报. 2017(01)
[2]基于粒子群算法的PHEV动力参数和控制策略参数优化[J]. 尹安东,张宇,张冰战,赵韩,王若飞. 机械传动. 2015(05)
[3]混合动力汽车行星耦合传动系统的图论建模及动力学分析[J]. 杨亚联,米娇,胡晓松,秦大同. 汽车工程. 2015(01)
[4]离散二进制粒子群算法分析[J]. 刘建华,杨荣华,孙水华. 南京大学学报(自然科学版). 2011(05)
[5]行星传动方案结构几何矛盾图论判别方法[J]. 李宏才,闫清东,李慎龙. 北京理工大学学报. 2010(09)
[6]基于图论的行星变速机构分析方法[J]. 闫清东,李慎龙,姚寿文. 吉林大学学报(工学版). 2010(04)
[7]丰田PRIUS混合动力传动系统分析与建模[J]. 赵晓静,武一民,王海霞. 机械传动. 2010(06)
[8]复杂定轴轮系的图论分析方法[J]. 李华,姚进. 西南交通大学学报. 2008(04)
[9]混合动力电动汽车动力耦合方式的分类与比较[J]. 李美军. 公路与汽运. 2008(02)
[10]混合动力电动汽车机电耦合系统归类分析[J]. 高建平,何洪文,孙逢春. 北京理工大学学报. 2008(03)
博士论文
[1]混联式混合动力车辆优化设计与控制[D]. 于永涛.吉林大学 2010
[2]混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究[D]. 刘明辉.吉林大学 2005
硕士论文
[1]双行星EVT混合动力传动系统的图论建模与方案综合设计研究[D]. 郑智伟.重庆大学 2017
[2]EVT混合动力传动系统的图论建模与构型综合设计理论研究[D]. 刘振涛.重庆大学 2016
[3]多自由度车用行星变速机构的拓扑综合研究[D]. 谢天礼.北京理工大学 2015
[4]基于图论的ISG行星耦合混合动力传动系统的方案设计及特征参数性能影响研究[D]. 米娇.重庆大学 2013
本文编号：3115550
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于HWFET工况的参数优化前后方案发动机工作点统计
5基于参数油耗评价模型的EVT系统参数优化109从发动机工作点分布来看，参数优化后方案发动机工作在高效区间的工况时间要多于参数优化前方案。图5.20基于HWFET工况的参数优化前后方案能量损失统计Fig.5.20EnergylossstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonHWFET从参数优化前后方案能量损失统计图可以看出，对于HWFET工况，参数优化前方案损失能量为8.073x106kJ，而参数优化后方案为7.863x106kJ。从能量损失来看，参数优化后方案耗能少于参数优化前方案。由上可知，在HWFET工况，参数优化后方案的燃油经济性相对参数优化前有所提升。图5.21基于UDDS工况的参数优化前后方案发动机工作点统计图Fig.5.21EngineoperatingpointstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonUDDSVehicledrag89%Battery2%EM16%EM23%7134237KJ190525KJ514155KJ233824KJVehicledrag91%Battery1%EM14%EM24%7134237KJ110705KJ339186KJ279271KJ00.10.20.30.40.50.60.70.80.9<10%10%~15%15%~20%20%~25%25%~30%30%~35%>35%占总时间的比例优化前优化后
5基于参数油耗评价模型的EVT系统参数优化109从发动机工作点分布来看，参数优化后方案发动机工作在高效区间的工况时间要多于参数优化前方案。图5.20基于HWFET工况的参数优化前后方案能量损失统计Fig.5.20EnergylossstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonHWFET从参数优化前后方案能量损失统计图可以看出，对于HWFET工况，参数优化前方案损失能量为8.073x106kJ，而参数优化后方案为7.863x106kJ。从能量损失来看，参数优化后方案耗能少于参数优化前方案。由上可知，在HWFET工况，参数优化后方案的燃油经济性相对参数优化前有所提升。图5.21基于UDDS工况的参数优化前后方案发动机工作点统计图Fig.5.21EngineoperatingpointstatisticsbeforeandafterparameteroptimizationbasedonUDDSVehicledrag89%Battery2%EM16%EM23%7134237KJ190525KJ514155KJ233824KJVehicledrag91%Battery1%EM14%EM24%7134237KJ110705KJ339186KJ279271KJ00.10.20.30.40.50.60.70.80.9<10%10%~15%15%~20%20%~25%25%~30%30%~35%>35%占总时间的比例优化前优化后
【参考文献】：
期刊论文
[1]神经遗传增程式电动汽车控制策略[J]. 张袅娜,李昊林,李彦阳,周长哲. 长春工业大学学报. 2017(01)
[2]基于粒子群算法的PHEV动力参数和控制策略参数优化[J]. 尹安东,张宇,张冰战,赵韩,王若飞. 机械传动. 2015(05)
[3]混合动力汽车行星耦合传动系统的图论建模及动力学分析[J]. 杨亚联,米娇,胡晓松,秦大同. 汽车工程. 2015(01)
[4]离散二进制粒子群算法分析[J]. 刘建华,杨荣华,孙水华. 南京大学学报(自然科学版). 2011(05)
[5]行星传动方案结构几何矛盾图论判别方法[J]. 李宏才,闫清东,李慎龙. 北京理工大学学报. 2010(09)
[6]基于图论的行星变速机构分析方法[J]. 闫清东,李慎龙,姚寿文. 吉林大学学报(工学版). 2010(04)
[7]丰田PRIUS混合动力传动系统分析与建模[J]. 赵晓静,武一民,王海霞. 机械传动. 2010(06)
[8]复杂定轴轮系的图论分析方法[J]. 李华,姚进. 西南交通大学学报. 2008(04)
[9]混合动力电动汽车动力耦合方式的分类与比较[J]. 李美军. 公路与汽运. 2008(02)
[10]混合动力电动汽车机电耦合系统归类分析[J]. 高建平,何洪文,孙逢春. 北京理工大学学报. 2008(03)
博士论文
[1]混联式混合动力车辆优化设计与控制[D]. 于永涛.吉林大学 2010
[2]混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究[D]. 刘明辉.吉林大学 2005
硕士论文
[1]双行星EVT混合动力传动系统的图论建模与方案综合设计研究[D]. 郑智伟.重庆大学 2017
[2]EVT混合动力传动系统的图论建模与构型综合设计理论研究[D]. 刘振涛.重庆大学 2016
[3]多自由度车用行星变速机构的拓扑综合研究[D]. 谢天礼.北京理工大学 2015
[4]基于图论的ISG行星耦合混合动力传动系统的方案设计及特征参数性能影响研究[D]. 米娇.重庆大学 2013
本文编号：3115550
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