纯电动轻型物流车制动能量回收控制策略研究

为解决试验用的纯电动轻型物流车制动能量回收问题,针对该后驱纯电动轻型物流车在空载、半载和满载三种载重状态下,前后轴载荷分配差别大的特点,提出一种考虑载重变化因素的制动能量回收控制策略。通过在AVL-cruise中建立纯电动轻型物流车的整车模型,在Matlab/Simulink中建立制动能量回收控制策略模型,并在城市工况下进行联合仿真。仿真结果表明该制动能量回收控制策略有较高的能量回收效率。     

基于能耗优化的前后轴独立驱动电动汽车转矩分配策略

为减小前后轴独立驱动电动汽车的整车能耗,提出了一种基于能耗优化的转矩最优分配策略.首先分析前后轴独立驱动电动汽车驱动功率消耗的特征,提出以前后电机总损失功率为目标函数的转矩分配系数计算方法,进而建立转矩优化分配计算的数学模型;然后利用Matlab进行非线性优化问题的求解得到用于转矩优化分配控制的转矩分配系数MAP图;最后利用AMEsim与Simulink建立联合仿真平台,并进行典型驾驶循环下不同转矩分配策略的对比仿真试验分析.结果表明,转矩优化分配策略能够明显减少驱动情况下的能量消耗,提高制动情况下的能量回收,因此提高了整车经济性.     

重型柴油机冷却风扇和水泵的功率分配对热管理系统总能耗的影响

针对一款重型卡车用柴油机,在GT-SUITE平台上系统研究了电动风扇和电动水泵功率分配对热管理系统运行总能耗的影响规律,提出了风扇和水泵功率分配控制策略.为了减少水温控制的波动,降低系统控制能耗,提出采用一种基于主动扰动观测的控制算法.通过稳态工况和HUDDS循环工况的仿真,验证了该算法降低能耗的效果.结果表明:稳态工况下风扇和水泵功率分配的不同可造成2%~56%的总能耗差异.HUDDS工况下,通过风扇和水泵的功率分配控制,总能耗可节能约8%.相对于PID水温控制,采用主动抗扰控制算法可节约附件总能耗5%左右,出口水温和进出口温差的控制精度可分别改善24%和40%.     

纯电动客车最佳制动能量回收控制策略研究

为了充分回收电动汽车制动过程中的制动能量,达到延长续驶里程和节约能源的目的,针对后驱纯电动客车进行了最佳制动能量回收控制策略的研究。在分析制动能量回收系统结构的基础上,考虑驱动电机和动力电池对电机制动力大小的限制,提出了一种最佳制动能量回收控制策略,该策略在保证制动安全的前提下,能回收尽可能多的制动能量。并基于Cruise和Simulink联合仿真平台,搭建了整车仿真模型,进行了仿真验证,仿真结果表明在中国典型城市循环工况中采用该制动能量回收控制策略,所回收的制动能量占制动过程中消耗的动能的比例可达24.7%,占制动系统所消耗的总能量的比例可达36.2%,节能效果明显。     

基于聚类非支配排序的电动物流车路径规划及充电策略

电动物流车电池容量有限、充电时间长以及配套设施不健全等问题制约着其在物流配送领域中有效推广.为此,提出基于聚类非支配排序算法(AP-NSGA-Ⅱ)来解决电动物流车的多目标路径优化问题,建立了一种充电策略,通过设计加权AP聚类划分配送簇,避免初始种群的随机性和盲目性,簇内配送点规模降低了非支配排序算法的运行时间和复杂度,根据充电站的分布和距离关系,电动物流车执行部分充电策略.最后,通过仿真实验证明该算法的有效性,比较了电动物流车满充和部分充电条件的差异.     

预定道路下的电动赛车转矩优化控制策略

针对单电机驱动的电动方程式赛车,提出一种基于既定道路数据分析的转矩控制策略. 利用Optimum Lap 和Matlab/Simulink平台,分别搭建“道路模型”和“整车模型”,通过仿真获取“参考SOC”曲线. 采用线性稳定的基准转矩控制策略,通过模糊控制算法增加补偿转矩,以电机转速、加速踏板开度变化率作为模糊输入量来表达驾驶员加速意图. 同时,根据“参考SOC”和实际剩余电量差值大小评估耗电情况,并将模糊控制器划分为三种不同状态. 以自主研发的电动方程式赛车作为试验平台,通过试验验证了所提方法的有效性.     

串联混合动力推土机能量管理策略

以提高整车的最小燃油消耗为控制目标,研究了串联混合动力推土机的能量管理策略。首先,根据双电机独立驱动的串联混合动力推土机结构,建立了发动机、发电机、电机及其控制器、超级电容、推土机动力学的数学模型;然后,基于发动机最佳燃油消耗功率曲线,提出一种恒温器式与功率跟随式相结合的能量管理控制策略;最后,采用MATLAB/Simulink软件,通过理论与试验相结合建模方法对串联混合动力推土机的整机和控制策略进行了仿真建模,利用130 s推土机的典型工况对动力源的能量分配和综合工况的经济性进行了仿真研究。研究结果表明:该策略可对发动机输出功率与超级电容充放电功率进行合理分配,满足整车功率需求,超级电容充放电次数明显减少且荷电状态(SOC)值在最佳工作区间内;混合动力发动机比原机型发动机燃油消耗率降低,发动机负载波动也明显减小,原机型发动机燃油消耗量为1 512 g,混合动力发动机燃油消耗量为1 358 g,其比原机型节油10.2%,整机燃油经济性得到明显提高。该方法是一种有效的串联混合动力推土机能量管理方法。     

电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略

为解决双电机独立驱动电传动履带车辆行驶控制问题,建立以目标速度为输入的电传动履带车辆整车及驱动系统模型,设计了电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略. 该控制策略由综合控制单元和两侧驱动电机控制器相互配合实现. 在Simulink/Stateflow中建立转速调节控制策略模型,完成以驾驶员操作为输入、包含控制环节的多工况系统仿真. 仿真结果和行驶试验验证了转速调节控制策略的可行性和有效性. 该控制策略已在车辆上成功应用.     

电动大客车传动系统控制技术研究

对电动大客车传动系统进行了研究,提出了3种驱动模式和再生制动的控制策略,以及电池组的保护策略,并利用力控组态软件PCAuto实现了控制策略.为解决电动大客车的驱动和再生制动问题提供了可行方案.利用ADVISOR软件进行了电动大客车建模仿真,对AMT的档位控制在再生制动中的影响进行了初步研究,为电动大客车传动系统优化提供了依据,该控制策略已经在奥运电动概念车上得到了应用.     

电驱动双速自动变速器换挡过程的最优控制

针对换挡过程不同阶段同步器动力学模型的复杂性和不确定性,提出一种最优控制策略对驱动电机转矩进行反馈补偿和采用非线性时间最优控制对换挡电机进行位置控制,以优化整个换挡过程.试验结果表明:该混合最优控制策略能够消除换挡过程中输出转矩的振荡,明显减少了换挡时间;建立的电驱动传动系与电动换挡执行机构耦合动力学模型能够精确反映电驱动无离合器自动变速器的换挡过程;驱动电机和换挡电机混合优化控制策略可以显著改善换挡品质,为电驱动自动变速器的开发提供参考.     

基于DSP的无刷直流电机电流峰值控制

针对大功率无刷直流电机电流方波实现问题,提出一种在PWM_ON_PWM调制方式下的电流峰值控制策略,详细说明了该策略的控制原理,并给出了具体实施方案.该策略通过对非换相相电流的直接控制,提高了系统的反应速度,使得电机电流波形接近于理想方波,最终达到了减小电机转矩波动的目的.通过PLECS仿真工具,搭建无刷直流电机仿真模型,实现电流峰值控制方式的仿真.基于DSP控制芯片,搭建无刷直流电机电流峰值控制实验平台.仿真和实验结果显示,该控制策略不仅能实现方波控制,而且功率管开关频率可控.     

模糊逻辑在新能源汽车能量控制中的应用

针对目前混合动力电动汽车(HEV,Hybrid Electric Vehicle)的能量控制问题,利用ADVISOR和MATLAB建立发动机、电机、电池等部件的数学模型,设计了一种以模糊控制理论为基础的HEV模糊逻辑控制策略,该策略是根据模糊逻辑控制原理,以电池的充电状态(SOC,State Of Charge)值和驾驶员需求功率为模糊输入来确定发动机的实际输出转矩,从而实现驱动能的合理分配,最终达到减小发动机燃油消耗并保证电池SOC平衡的目的.最后,在MATLAB中对模糊逻辑控制策略建模,并将建立的控制策略模型嵌入到ADVISOR汽车模拟仿真软件中进行仿真试验.通过与电辅助式控制策略的仿真对比,结果表明,模糊逻辑控制策略能够更好地提高燃油经济性,同时兼顾电池SOC平衡.     

电动汽车永磁同步电机制动能量回收研究

采用内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)对电动汽车进行制动能量回收研究. 首先结合电机驱动与制动原理,提出应用于矢量控制技术中的最大转矩电流比控制策略(maximum torque per ampere,MTPA)、恒转矩弱磁控制策略、恒功率弱磁控制策略. 进而分析了电机在采用MTPA控制下的输入功率特性,求出最大回馈功率转矩线,并制定出合理的再生制动方法. 再结合电动汽车几种典型的制动力分配策略,提出采用最大化制动力分配策略. 最后在Simulink环境下搭建了整车模型对所提出的制动分配策略进行仿真,仿真结果验证了所采用的制动分配策略的有效性.     

双电机独立驱动方程式赛车横摆力矩控制策略

为提高电动方程式赛车的操纵稳定性,文章提出一种后置双电机独立驱动方程式赛车直接横摆力矩双层控制策略。上层为直接横摆力矩控制器,分别设计基于横摆角速度的模糊控制器、基于质心侧偏角的模糊控制器和联合模糊控制器;下层为驱动力分配控制器,依据电机特性平均分配直接横摆力矩。基于CarSim与Simulink仿真环境,选取双移线工况进行联合仿真验证控制策略的效果;设计硬件在环试验平台,验证直接横摆力矩控制策略。试验结果表明：横摆力矩控制策略能有效保障车辆的操纵稳定性;低速时,可以实现助力转向;高速时,质心侧偏角控制在2.5°以内,实现稳定性控制。     

电磁驱动式线圈发射器触发策略与实现

驱动线圈在电枢运动到最佳触发位置时的同步触发放电是多级感应线圈发射器研究过程中的难点.通过最佳触发位置特性分析,提出根据电枢初速得到最佳触发位置的触发策略,通过数值仿真得到电枢速度和驱动线圈最佳触发位置之间存在的函数关系,采用光电测速和软件延时相结合的控制策略,实现了任意速度下电枢的同步触发控制.设计了系统的光电测速电路、高压触发脉冲发生电路、控制电路和程序流程图,并通过试验验证了触发系统工作的可靠性和一致性.     

基于状态感知的UGV 事件触发路径跟踪控制

针对通信受限下的无人驾驶车辆路径跟踪控制问题，提出了一种基于状态感知的H∞事件触发路径跟踪控制策略.首先，根据车辆的动力学行为建立了相应的路径跟踪控制模型；其次，基于对路径跟踪控制系统的状态实时感知，设计了一种新型的基于状态感知的事件触发通信策略（SS-ETC），可根据控制系统的状态对事件触发阈值进行动态自适应的调整；然后，在该动态事件触发通信策略下，结合时滞系统建模方法与Lyapunov 稳定性理论，设计了基于状态感知的事件触发H∞控制器.本文所提出的基于状态感知的动态事件触发通信策略能够根据控制系统的量测状态进行通信阈值的动态调整，有效地实现了自主车辆通信与控制的自适应协同设计.最后，通过仿真实验验证了所提出的动态事件触发控制策略的有效性.     

基于直接横摆力矩控制的FSAE纯电动赛车操纵稳定性控制策略

针对双电机驱动FSAE纯电动赛车操纵稳定性控制问题,提出了基于直接横摆力矩控制的操纵稳定性控制策略。采用扩展卡尔曼滤波对实际质心侧偏角进行估计,分别设计了基于PID控制、基于模糊逻辑控制以及基于PID模糊逻辑联合控制的附加横摆力矩控制器;并在方向盘转角阶跃工况以及双移线工况下,基于Matlab/Simulink平台进行了仿真对比。利用AD5435半实物仿真平台和Matlab/Simulink代码自动生成技术,搭建了FSAE纯电动赛车硬件在环试验平台,并进行了双移线工况的实车试验验证。结果表明:文中提出的PID模糊逻辑联合控制策略相比于无控制和PID控制横摆角速度的稳态值和极值最多分别减小12. 17%和43. 87%,质心侧偏角的稳态和值极值最多分别减小8. 4%和68. 53%,并且收敛速度变快,提高了车辆的操纵稳定性。     

认知无线电中基于博弈论的多步功率控制

针对认知无线电中功率控制的问题,认知用户以正确传输概率与功率消耗水平建立效用函数,为了避免求解功率策略中非线性方程的复杂程度,提出了一个以博弈论为模型的功率平衡迭代算法.认知用户以最大化效益为目标建立了功率控制策略,并给出了三步功率控制策略:通过迭代求解最佳信干比,再以最佳信干比为目标求解认知用户到达基站的信号功率,再根据到达基站的信号,利用功率平衡迭代求解认知用户功率控制策略.仿真结果表明,该算法可以使认知用户获得效用函数最大的功率策略,同时获得更好的系统吞吐量,但消耗功率水平高于传统算法.     

纯电动轻型车辆电机驱动系统设计

针对纯电动轻型车辆用电机驱动系统,提出了驱动电机与整车联合仿真的分析方法.基于车辆的动力需求,采用有限元法对驱动电机进行设计和分析.以车辆动力性能指标作为设计输入,建立车辆的数学模型.结合电机性能指标与整车数学模型,采用AVL Cruise软件对整车性能进行联合仿真.以一款电动摩托车用轮毂电机驱动系统为例,建立了电机及整车系统的联合仿真分析模型并进行了试验验证.试验结果表明,结合驱动电机与整车数学模型的联合仿真方法,适用于纯电动轻型车辆电机驱动系统的设计和整车性能匹配.     

基于PID控制策略的汽车电动助力转向系统

电动助力控制是电动助力转向的基本控制策略,并决定电动助力的特性.EPS的控制系统主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路等组成,讨论了电动助力控制的一般过程、电动机目标电流的控制策略等问题.台架实验表明,提出的控制策略是有效的.