基于模型预测控制的PHEV动力系统控制策略研究
发布时间：2023-04-22 10:39
随着人们环保意识日益增强,排放法规日益严苛,传统汽车越来越不适应当下可持续发展环境。在提倡节能环保的大背景下,新能源汽车逐步走进人们的视野。插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)作为新能源汽车的一种类型,由于其良好的经济性,优秀的排放性和出众的续航能力等优点,成为近年来研究的热点。本文针对插电式混合动力汽车,重点研究基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的控制策略,所做的工作有以下几个方面:基于插电式混合动力汽车动力系统的结构特点、整车基本参数以及性能指标,对动力系统的各部件(发动机、电机和蓄电池)和传动系进行选型与参数匹配,在MATLAB/Simulink软件中,以试验数据为基础,搭建相应的仿真模型;分析插电式混合动力汽车动力系统的工作模式,以及各工作模式下的动力传递情况,确定发动机最优工作曲线,构建基于规则的逻辑门限控制策略,进行仿真分析;除此以外,构建基于动态规划(dynamic programming,DP)的全局优化控制策略,进行仿真分析,获得插电式混合动力汽车的全局最优燃油经济性;...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外插电式混合动力汽车发展现状
1.2.1 国外插电式混合动力汽车发展现状
1.2.2 国内插电式混合动力汽车发展现状
1.3 插电式混合动力汽车分类
1.3.1 插电式串联混合动力汽车
1.3.2 插电式并联混合动力汽车
1.3.3 插电式混联混合动力汽车
1.4 插电式混合动力汽车的控制策略分类
1.4.1 基于规则的逻辑门限控制策略
1.4.2 瞬时优化控制策略
1.4.3 全局优化控制策略
1.4.4 智能控制策略
1.4.5 基于模型预测控制的控制策略
1.5 论文的主要研究内容及研究思路
第二章 插电式混合动力汽车的动力系统参数匹配和建模
2.1 插电式混合动力汽车的动力系统结构
2.2 插电式混合动力汽车的整车基本参数及性能指标
2.3 插电式混合动力汽车的动力系统参数匹配
2.3.1 发动机选型和参数匹配
2.3.2 电机选型和参数匹配
2.3.3 蓄电池选型和参数匹配
2.3.4 传动系选型和参数匹配
2.4 插电式混合动力汽车的动力系统建模
2.4.1 发动机模型
2.4.2 电机模型
2.4.3 蓄电池模型
2.4.4 整车纵向动力学模型
2.5 本章小结
第三章 基于规则的逻辑门限控制策略研究
3.1 插电式混合动力汽车动力系统的工作模式分析
3.2 基于规则的逻辑门限控制策略设计
3.2.1 门限参数选择
3.2.2 控制规则建立
3.2.3 控制策略模型建立
3.3 发动机最优工作曲线确定
3.3.1 发动机等燃油消耗曲线及等功率曲线确定
3.3.2 发动机最优工作点确定
3.3.3 发动机最优工作曲线确定
3.4 仿真结果及分析
3.5 本章小结
第四章 基于动态规划的全局优化控制策略研究
4.1 动态规划原理
4.2 控制策略描述
4.2.1 状态变量
4.2.2 控制变量
4.2.3 目标函数
4.2.4 状态转移方程
4.3 控制策略的实现
4.3.1 状态变量和控制变量的离散化
4.3.2 边界约束条件
4.3.3 动态规划算法的求解流程
4.4 仿真结果及分析
4.5 本章小结
第五章 基于模型预测控制的控制策略研究
5.1 模型预测控制原理
5.2 基于模型预测控制的控制策略
5.2.1 基于模型预测控制的控制策略设计
5.2.2 基于动态规划的优化求解
5.3 基于马尔科夫模型的预测
5.3.1 马尔科夫模型原理
5.3.2 UDDS工况的马尔科夫性验证
5.3.3 基于马尔科夫模型的预测
5.3.4 预测效果改善
5.3.5 对比分析
5.4 仿真结果及分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3797474
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外插电式混合动力汽车发展现状
1.2.1 国外插电式混合动力汽车发展现状
1.2.2 国内插电式混合动力汽车发展现状
1.3 插电式混合动力汽车分类
1.3.1 插电式串联混合动力汽车
1.3.2 插电式并联混合动力汽车
1.3.3 插电式混联混合动力汽车
1.4 插电式混合动力汽车的控制策略分类
1.4.1 基于规则的逻辑门限控制策略
1.4.2 瞬时优化控制策略
1.4.3 全局优化控制策略
1.4.4 智能控制策略
1.4.5 基于模型预测控制的控制策略
1.5 论文的主要研究内容及研究思路
第二章 插电式混合动力汽车的动力系统参数匹配和建模
2.1 插电式混合动力汽车的动力系统结构
2.2 插电式混合动力汽车的整车基本参数及性能指标
2.3 插电式混合动力汽车的动力系统参数匹配
2.3.1 发动机选型和参数匹配
2.3.2 电机选型和参数匹配
2.3.3 蓄电池选型和参数匹配
2.3.4 传动系选型和参数匹配
2.4 插电式混合动力汽车的动力系统建模
2.4.1 发动机模型
2.4.2 电机模型
2.4.3 蓄电池模型
2.4.4 整车纵向动力学模型
2.5 本章小结
第三章 基于规则的逻辑门限控制策略研究
3.1 插电式混合动力汽车动力系统的工作模式分析
3.2 基于规则的逻辑门限控制策略设计
3.2.1 门限参数选择
3.2.2 控制规则建立
3.2.3 控制策略模型建立
3.3 发动机最优工作曲线确定
3.3.1 发动机等燃油消耗曲线及等功率曲线确定
3.3.2 发动机最优工作点确定
3.3.3 发动机最优工作曲线确定
3.4 仿真结果及分析
3.5 本章小结
第四章 基于动态规划的全局优化控制策略研究
4.1 动态规划原理
4.2 控制策略描述
4.2.1 状态变量
4.2.2 控制变量
4.2.3 目标函数
4.2.4 状态转移方程
4.3 控制策略的实现
4.3.1 状态变量和控制变量的离散化
4.3.2 边界约束条件
4.3.3 动态规划算法的求解流程
4.4 仿真结果及分析
4.5 本章小结
第五章 基于模型预测控制的控制策略研究
5.1 模型预测控制原理
5.2 基于模型预测控制的控制策略
5.2.1 基于模型预测控制的控制策略设计
5.2.2 基于动态规划的优化求解
5.3 基于马尔科夫模型的预测
5.3.1 马尔科夫模型原理
5.3.2 UDDS工况的马尔科夫性验证
5.3.3 基于马尔科夫模型的预测
5.3.4 预测效果改善
5.3.5 对比分析
5.4 仿真结果及分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3797474
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