并联混合动力汽车等效燃油最小控制策略优化
发布时间：2022-01-20 08:42
混合动力汽车中的主要技术之一即为能量管理策略控制器,控制器的作用直接影响整车实际运行的性能。所以选择工程意义较大的瞬时优化控制策略,但目前的控制策略缺点也很明显,多工况适配难,处理实时性低,所以对传统瞬时能量管理策略作进一步研究,并结合蚁群算法（Ant colony algorithm,ACA）和连续的广义极小残差法（Continuation/GMRES,C/GMRES）进行优化。本文的主要研究对象为并联混合动力汽车（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV）,采用瞬时能量控制理论为基础,利用蚁群算法对充放电等效因子进行寻优以及采用C/GMRES进行等效油耗实时计算,主要完成以下工作:（1）根据并联混合动力汽车的动力学特性和运动特性,搭建了整车的数学模型,包括发动机、电动机和车轮等部件,然后在ADVISOR2002仿真软件中,搭建PHEV的仿真模型,并通过了仿真验证。（2）基于PHEV的四种工作模式（发动机驱动并发电、电机单独驱动、混合驱动和发动机单独驱动）,设计了等效燃油消耗最小控制策略（Equivalent Fuel Consumption Min...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１串联混合动力汽车结构??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＳＨＥＶ??
为并联??混合动力汽车的动力系统的本身是由很多的时变和非线性因素组成，包括离散环节和连??续环节。混合动力汽车建模方式包括前向仿真方法及后向仿真方法。本章使用后向建模??方法为主的ＡＤＶＩＳＯＲ?（Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ?Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）软件，建立并联混合动力汽车模??型。?，??２．?１混合动力汽车仿真建模方式??２．?１．１前向仿真方法??前向仿真方法通常用作混合动力汽车整车系统的完整设计及模拟动态过程，在仿真??时最大程度地与实际运行状态相同。其流程示意图如图２．１所示。??电池模型??＿?电机模型ｈ??ｇ＆ｎ」驾驶人｜控制策略??｜传动系?Ｕ一丨｜车辆动力｜实际车速＆??楔型?模型一?ｒ－—－，?一桟型—挪關—学模型??１?ｒ??图２．１车辆前向仿真流程??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??前向仿真方法的信息流动方向与实际行车情况一致，以驾驶员为主导，即以驾驶员??模型开始，根据行驶路况需求，对求车速和实际车速进行比较，计算出需求转矩，整??车控制器根据设定的能量控制策略和需求转矩控制各个部件实施相应动作，传动系统接??受命令最终到达车轮模型，使汽车产生加速度，直到汽车的速度等于驾驶员要求的速度，??以此来模拟车辆的行驶状态。这种方法是一种动态的模型，可以比较准确的反应汽车的??瞬时行为。??２．?１．２后向仿真方法??后向仿真方法大多用于混合动力汽车初始设计阶段，来对动力系统预估及优化，在??－７?－??
?并联混合动力汽车等效燃油最小控制策略优化???车辆满足所需行驶路况的情况下，研宄每个部件怎样运行。其流程示意图如图２．２所示。??电池模型??目标车速化＾???????＾厂－电机模型一］??—？＂车辆动力－？传动系一＾控制策略????＾—学模型半牝悮垩＿?模型?＿?模型?－＊??实际＾?＾?ｒｗ－＾１—Ｈ?模＃?Ｈ??图２．?２车辆后向仿真流程??Ｆｉｇ．?２．２?Ｂａｃｋｗａｒｄ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??仿真模型根据工况要求求出动力系统中每个部分需要给出的转矩、功率，仿真信息??从车辆动力学模型、车轮模型、传动系模型最后传到动力总成模型。动力系统根据传递??的信号，计算出可供应的能量，逐步向下传递，构成一个循环。这种建模与仿真，不包??括驾驶意图及动力系统动态过程，它计算速度快，步长大（通常是Ｉｓ），能够循环运算，??以达到系统的最高性能。反向的建模方式是一种能够有效分配转矩的静态模型［４８］。??２．２混合动力汽车仿真软件介绍??目前世界上的混合动力汽车仿真软件有很多种，例如ＳＩＭＰＬＥＶ、ＣＲＵＩＳＥ、??ＡＤＶＩＳＯＲ、ＰＡＳＴ等。采用ＡＤＶＩＳＯＲ软件，ＡＤＶＩＳＯＲ是美国可再生能源实验室ＮＲＥＬ，??基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件开发的车辆仿真软件＿。它以后向仿真为主，具备以下几??方面特点：??（１）仿真模型采用模块化的设计；??（２）仿真模型和源代码全部开放；??（３）采用独特的混合仿真方法；??（４）在ＭＡＴＬＡＢ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件环境下开发研制；??（５）能与其他多种软件进行联合仿真Ｃｏ－ｓｉｍｕｌａｔｏｎ；??ＡＤＶ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADVISOR的并联混动汽车控制策略再开发研究[J]. 荆旭龙. 交通节能与环保. 2019(04)
[2]基于交通信息和模型预测控制的混合动力汽车能量管理策略综述[J]. 景远,焦晓红. 燕山大学学报. 2019(04)
[3]基于改进蚁群算法的SDN网络负载均衡研究[J]. 郑本立,李跃辉. 计算机科学. 2019(S1)
[4]插电式混合动力汽车技术及研发状况分析[J]. 邱先文. 小型内燃机与车辆技术. 2018(03)
[5]等效因子离散全局优化的等效燃油瞬时消耗最小策略能量管理策略[J]. 林歆悠,冯其高,张少博. 机械工程学报. 2016(20)
[6]基于规则修正的同轴并联混合动力客车瞬时优化能量分配策略[J]. 黄硕,李亮,杨超,宋健,李磊,张利鹏. 机械工程学报. 2014(20)
[7]基于随机动态规划的混联式混合动力汽车能量管理策略[J]. 肖仁鑫,李涛,邹敢,秦颖. 汽车工程. 2013(04)
[8]并联混合动力汽车模糊多目标控制策略[J]. 张毅,刘和平,伍元彪. 重庆大学学报. 2013(02)
[9]基于最小瞬时等效燃油消耗的液压混合动力车辆能量管理策略[J]. 李翔晟,陈斗,周永军. 公路交通科技. 2012(12)
[10]中度混合动力汽车模型预测控制策略[J]. 舒红,蒋勇,高银平. 重庆大学学报. 2010(01)
博士论文
[1]基于载荷重构的混合动力公交车能量管理策略优化研究[D]. 苗强.山东大学 2017
[2]串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究[D]. 刘乐.吉林大学 2011
[3]基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D]. 尹安东.合肥工业大学 2010
[4]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
[5]并联型混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 舒红.重庆大学 2008
[6]并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 吴剑.山东大学 2008
硕士论文
[1]混合动力汽车瞬时最优控制策略的研究[D]. 孙芳科.山东大学 2018
[2]基于改进GA算法的HEV能量管理策略的研究与优化[D]. 李天泽.上海电机学院 2017
[3]并联混合动力客车能量管理优化控制策略研究[D]. 常静.大连理工大学 2015
[4]并联式混合动力汽车能量优化管理策略的研究[D]. 李高.湖南工业大学 2014
[5]基于ADVISOR2002的并联混合动力汽车转矩分配策略研究[D]. 张晓磊.燕山大学 2014
[6]基于路况信息的混合动力汽车全局优化能量管理策略[D]. 连凤霞.山东大学 2013
[7]并联混合动力汽车能量控制策略研究[D]. 张宝东.长春工业大学 2013
[8]并联式混合动力电动汽车控制策略研究[D]. 徐金云.武汉理工大学 2011
[9]并联式混合动力汽车能量控制策略研究[D]. 尧文亮.湖南大学 2010
[10]并联混合动力驱动系统建模与能量管理策略仿真研究[D]. 张冬.大连海事大学 2008
本文编号：3598518
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１串联混合动力汽车结构??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＳＨＥＶ??
为并联??混合动力汽车的动力系统的本身是由很多的时变和非线性因素组成，包括离散环节和连??续环节。混合动力汽车建模方式包括前向仿真方法及后向仿真方法。本章使用后向建模??方法为主的ＡＤＶＩＳＯＲ?（Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ?Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）软件，建立并联混合动力汽车模??型。?，??２．?１混合动力汽车仿真建模方式??２．?１．１前向仿真方法??前向仿真方法通常用作混合动力汽车整车系统的完整设计及模拟动态过程，在仿真??时最大程度地与实际运行状态相同。其流程示意图如图２．１所示。??电池模型??＿?电机模型ｈ??ｇ＆ｎ」驾驶人｜控制策略??｜传动系?Ｕ一丨｜车辆动力｜实际车速＆??楔型?模型一?ｒ－—－，?一桟型—挪關—学模型??１?ｒ??图２．１车辆前向仿真流程??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??前向仿真方法的信息流动方向与实际行车情况一致，以驾驶员为主导，即以驾驶员??模型开始，根据行驶路况需求，对求车速和实际车速进行比较，计算出需求转矩，整??车控制器根据设定的能量控制策略和需求转矩控制各个部件实施相应动作，传动系统接??受命令最终到达车轮模型，使汽车产生加速度，直到汽车的速度等于驾驶员要求的速度，??以此来模拟车辆的行驶状态。这种方法是一种动态的模型，可以比较准确的反应汽车的??瞬时行为。??２．?１．２后向仿真方法??后向仿真方法大多用于混合动力汽车初始设计阶段，来对动力系统预估及优化，在??－７?－??
?并联混合动力汽车等效燃油最小控制策略优化???车辆满足所需行驶路况的情况下，研宄每个部件怎样运行。其流程示意图如图２．２所示。??电池模型??目标车速化＾???????＾厂－电机模型一］??—？＂车辆动力－？传动系一＾控制策略????＾—学模型半牝悮垩＿?模型?＿?模型?－＊??实际＾?＾?ｒｗ－＾１—Ｈ?模＃?Ｈ??图２．?２车辆后向仿真流程??Ｆｉｇ．?２．２?Ｂａｃｋｗａｒｄ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??仿真模型根据工况要求求出动力系统中每个部分需要给出的转矩、功率，仿真信息??从车辆动力学模型、车轮模型、传动系模型最后传到动力总成模型。动力系统根据传递??的信号，计算出可供应的能量，逐步向下传递，构成一个循环。这种建模与仿真，不包??括驾驶意图及动力系统动态过程，它计算速度快，步长大（通常是Ｉｓ），能够循环运算，??以达到系统的最高性能。反向的建模方式是一种能够有效分配转矩的静态模型［４８］。??２．２混合动力汽车仿真软件介绍??目前世界上的混合动力汽车仿真软件有很多种，例如ＳＩＭＰＬＥＶ、ＣＲＵＩＳＥ、??ＡＤＶＩＳＯＲ、ＰＡＳＴ等。采用ＡＤＶＩＳＯＲ软件，ＡＤＶＩＳＯＲ是美国可再生能源实验室ＮＲＥＬ，??基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件开发的车辆仿真软件＿。它以后向仿真为主，具备以下几??方面特点：??（１）仿真模型采用模块化的设计；??（２）仿真模型和源代码全部开放；??（３）采用独特的混合仿真方法；??（４）在ＭＡＴＬＡＢ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件环境下开发研制；??（５）能与其他多种软件进行联合仿真Ｃｏ－ｓｉｍｕｌａｔｏｎ；??ＡＤＶ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADVISOR的并联混动汽车控制策略再开发研究[J]. 荆旭龙. 交通节能与环保. 2019(04)
[2]基于交通信息和模型预测控制的混合动力汽车能量管理策略综述[J]. 景远,焦晓红. 燕山大学学报. 2019(04)
[3]基于改进蚁群算法的SDN网络负载均衡研究[J]. 郑本立,李跃辉. 计算机科学. 2019(S1)
[4]插电式混合动力汽车技术及研发状况分析[J]. 邱先文. 小型内燃机与车辆技术. 2018(03)
[5]等效因子离散全局优化的等效燃油瞬时消耗最小策略能量管理策略[J]. 林歆悠,冯其高,张少博. 机械工程学报. 2016(20)
[6]基于规则修正的同轴并联混合动力客车瞬时优化能量分配策略[J]. 黄硕,李亮,杨超,宋健,李磊,张利鹏. 机械工程学报. 2014(20)
[7]基于随机动态规划的混联式混合动力汽车能量管理策略[J]. 肖仁鑫,李涛,邹敢,秦颖. 汽车工程. 2013(04)
[8]并联混合动力汽车模糊多目标控制策略[J]. 张毅,刘和平,伍元彪. 重庆大学学报. 2013(02)
[9]基于最小瞬时等效燃油消耗的液压混合动力车辆能量管理策略[J]. 李翔晟,陈斗,周永军. 公路交通科技. 2012(12)
[10]中度混合动力汽车模型预测控制策略[J]. 舒红,蒋勇,高银平. 重庆大学学报. 2010(01)
博士论文
[1]基于载荷重构的混合动力公交车能量管理策略优化研究[D]. 苗强.山东大学 2017
[2]串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究[D]. 刘乐.吉林大学 2011
[3]基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D]. 尹安东.合肥工业大学 2010
[4]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
[5]并联型混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 舒红.重庆大学 2008
[6]并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 吴剑.山东大学 2008
硕士论文
[1]混合动力汽车瞬时最优控制策略的研究[D]. 孙芳科.山东大学 2018
[2]基于改进GA算法的HEV能量管理策略的研究与优化[D]. 李天泽.上海电机学院 2017
[3]并联混合动力客车能量管理优化控制策略研究[D]. 常静.大连理工大学 2015
[4]并联式混合动力汽车能量优化管理策略的研究[D]. 李高.湖南工业大学 2014
[5]基于ADVISOR2002的并联混合动力汽车转矩分配策略研究[D]. 张晓磊.燕山大学 2014
[6]基于路况信息的混合动力汽车全局优化能量管理策略[D]. 连凤霞.山东大学 2013
[7]并联混合动力汽车能量控制策略研究[D]. 张宝东.长春工业大学 2013
[8]并联式混合动力电动汽车控制策略研究[D]. 徐金云.武汉理工大学 2011
[9]并联式混合动力汽车能量控制策略研究[D]. 尧文亮.湖南大学 2010
[10]并联混合动力驱动系统建模与能量管理策略仿真研究[D]. 张冬.大连海事大学 2008
本文编号：3598518
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3598518.html
