并联混合动力汽车扭矩协调控制策略仿真研究

对于使用机械式自动变速器(AMT)的并联式混合动力汽车(PHEV),能量管理策略的实现需要对发动机、电机以及离合器和变速箱进行协调控制,为此,建立一个分层控制系统来管理整车的能量分配和实现整车的能量分配策略。能量管理策略的实现层以改善车辆行驶平顺性和减小离合器磨损为目标,协调控制动力和传动系统,实现能量管理层需要的扭矩分配、工作模式切换以及换档等要求。在Matlab/Simulink环境下建立了并联式混合动力汽车动力传动系统的仿真模型,通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车,试验结果表明了控制系统和控制策略的适用性。     

燃料电池混合汽车建模及仿真研究

面向控制系统设计的目的建立了一种燃料电池汽车动力系统的动态数学模型,其中包括燃料电池发动机、DC/DC(直流/直流变换器)、电机驱动系统、动力蓄电池组.采用最小二乘法实现了模型参数估计.基于数学模型及模型参数估计的结果开发了燃料电池混合动力汽车的计算机仿真模型,并应用该模型进行了仿真分析,离线仿真与实测数据的对比证明,所建立的模型具有很高的精度,能够用于控制系统设计及仿真分析.     

基于混合系统理论的电动汽车能量管理策略

以单轴并联式混合动力电动汽车为研究对象,基于混合动态系统理论,利用混合输入输出自动机模型,直观的描述了混合动力系统,分析得出了多能源功率分配和工作模式切换序列的基本规律,系统的阐述了能量最优化分配和工作模式最佳切换序列的工程实现,为进一步实现性能的优化匹配和协调控制,提高整车性能奠定了一定的基础。通过与Advisor中Insight车型的仿真结果对比,验证了基于混合动态理论能量管理策略的实际效能。     

并联式混合动力汽车控制策略的仿真研究

以发动机稳态效率图和电池的充放电内阻曲线为依据，提出了基于负荷平衡和逻辑门限方法的并联式混合动力汽车(PHEV)实时控制策略，用以控制混合动力系统的转矩分配，实现混合动力系统的不同工作模式以及模式间的动态切换。在MATLAB／Simulink环境下建立了前向式并联混合动力汽车系统模型，通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车，监测情况表明是实用的。     

DCT车辆性能的硬件在环仿真研究

分析了装备双离合器式自动变速器(DCT)车辆行驶过程中包含的各种运行工况,建立了各运行工况的动力学微分方程.基于xPC目标工作环境,借助MATLAB和工控机等软硬件,与自主设计的电子控制单元和执行电机进行联接,建立了DCT车辆的硬件在环仿真试验台.编制了换挡规律的设计程序,提出了挡位及同步器的控制方法.利用硬件在环试验台,分析了换挡过程中分离合器执行电机的占控比、接合离合器执行电机的占控比、接合离合器开始接合的延迟时间、发动机油门开度变化对换挡品质的影响,优化了换挡品质.此外,对DCT车辆加速工况、制动工况的性能进行了测试与评价.     

HEV多领域物理建模与模式切换控制仿真

为了加快某新型混动力汽车控制系统开发、降低成本,利用基于Matlab/Simulink平台的多领域物理系统建模工具SimPowerSystem和SimDrivelines建立其动力驱动系统及传动系统的仿真模型.在此基础上,提出了纯电动至发动机驱动、发动机驱动至联合驱动典型模式切换过程的控制策略,并对这两种模式切换过程控制策略的性能进行仿真分析.仿真结果表明所设计的模式切换控制策略可以保证模式切换过程动力传递的平稳性,所建立的混合动力汽车多领域物理系统模型的合理性和可行性,为混合动力汽车建模与控制仿真提供一条快捷而有效的新途径.     

城市客车串联式混合动力仿真系统及其应用

串联式混合动力系统是汽车节能和环保新技术之一,它对于在拥挤路况下工作,且负荷繁重、频繁启停的城市客车,具有较大的提高经济性和改善排放的潜力。为了解决现有仿真软件(如ADVISOR,PSAT)难以满足对串联式混合动力系统深入研究和实际开发的需求矛盾,基于Matlab/Simulink软件平台建立了系统部件和司机模型、设计了系统控制器,形成了城市客车串联式混合动力仿真系统。该仿真系统既能够满足对系统进行深入仿真分析的需要,又能够为实际系统的开发提供良好的调试平台。给出了该系统在研究和工程实践中的两个应用实例。     

串联混合电动车辆动力系统的实时仿真

论述了串联混合电动车辆动力系统仿真模型和实时仿真方法。基于MATLAB/Simulink平台,通过CAN通讯将dSPACE和xPC目标仿真环境集成,dSPACE模拟控制单元,xPC环境运行模型,一台个人计算机同时监控dSPACE和xPC环境,并且记录数据。实践表明,串联混合电动车辆动力系统模型的实时仿真明晰了系统过程,验证了实时控制算法的有效性,建立了车辆控制单元快速原型。     

电传动履带车辆动力性能协同仿真与试验研究

为了把某轻型履带车辆的机械传动系统改装成双电机独立驱动电传动系统,提出了驱动系统中感应电机、侧传动性能参数与整车设计参数和动力性能参数之间的合理匹配理论。借助动力学分析软件RecurDyn和控制系统分析软件Matlab/Simulink,对整车行走系统及电机驱动系统进行了混合建模和协同仿真,提出了转矩控制策略,分别从协同仿真和实车路况试验两方面对整车动力性能指标进行了客观评价。动力性能指标的仿真结果和试验结果均说明了电机驱动系统和整车参数的匹配是合理可行的,协同仿真模型及控制策略是正确的,体现了电传动履带车辆具有优越的动力性能。     

SPHEB基于动态规划的规则控制策略研究

以提高一款新型混联式混合动力客车燃油经济性为目的,以中国城市典型循环工况为例采用动态规划算法进行离线全局优化,针对运用动态规划(DP)算法的全局优化控制策略不能直接应用于实时控制的问题,基于DP的全局优化结果不仅提取了混联式混合动力系统的模式切换规则而且制定了一种功率均衡控制策略.应用simulink仿真平台建立功率均衡控制策略整车前向仿真模型,其结果和DP全局优化进行比较表明:所制定的功率均衡控制策略为新型混联式混合动力客车实时控制提供一种方案并且能够有效提高其燃油经济性.     

轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究

针对轮毂电机独立驱动电动汽车电子差速问题进行了研究.电子差速器要实现当车辆直线行驶时,两驱动车轮的轮速相等,而当车辆转向时,欲使车轮不发生滑移,车轮相对转向中心的角速度相等.为此,考虑车辆转向行驶时轴荷转移、向心力以及轮胎侧偏角的影响,计算每个车轮需要的驱动力矩,以车轮的滑移率为控制目标,提出了基于滑模控制(SMC)的电子差速控制策略,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.仿真结果表明,此电子差速装置可以实现车辆直线行驶和转弯过程中将滑移率控制在最佳范围内,车辆能够按照预定方向稳定行驶.     

奥运场馆用混合动力电动汽车建模与仿真研究

为实现2008年北京“绿色奥运”的目标,开发低排放和零排放的电动汽车成为必然。根据奥运场馆用车的特殊要求,通过分析奥运场馆用混合动力电动汽车各子系统的工作原理,建立了相应的数学模型,在此基础上采用图形化建模仿真工具MATLAB/Simulink建立了整车仿真模型,并进行了纯电动和混合动力行驶工况下的仿真分析。结果表明,所确定的参数合理,所制定的控制策略切实可行,能够满足奥运场馆用车的要求,从而为开发奥运场馆用车提供了理论依据,奠定了技术基础。     

具有能量收集设备的移动边缘计算资源分配研究

针对具有能量收集能力的移动边缘计算系统的计算资源分配问题,提出一种基于李雅普诺夫贪婪优化算法。构建在设备电池电量逐渐收敛下,移动设备时延与能耗联合成本的动态最小化优化问题。利用李雅普诺夫动态优化理论,将优化问题分解成每个时隙最佳本地执行、卸载执行和能量收集3个子问题,通过线性规划获得子问题最优解。通过在本地执行、卸载执行和任务丢弃之间选择执行模式,获得设备的时延与能耗联合成本最小结果。利用键值对设计贪婪策略程序,以适应多用户多服务器系统。仿真结果证实,在保证所有设备电池电量都在规定操作水平附近稳定情况下,卸载率可达99.9%以上,并能有效降低服务延时和系统能耗。     

矢量控制系统中转子电阻辨识方案的仿真研究

设计了一种基于自适应磁链观测器的无速度传感器感应电机矢量控制系统,给出了转速和转子电阻的辨识率,保证了系统在全速度范围内能够稳定运行。通过仿真和实验,对转子电阻随温度的变化对无速度传感器控制系统的影响进行了模拟研究。研究结果表明:给出的转子电阻的辨识方案具有更快的收敛速度;转子电阻的辨识对电机的速度辨识具有很好的修正作用。     

液压控制闭锁离合器闭锁的动态仿真

应用流体力学基本原理,从理论上分析了液压传感器的动力学和运动学特性,推导出用锁离合器控制阀开启压力的计算公式;建立了控制阀和闭锁离合器的力学方程和运动学方程,采用SIMULINK仿真工具箱建立了仿真模型,以假想的涡轮转速作为输入,得到闭锁离合器活塞位移曲线和负载压力曲线,并和现场实验得到的结果比较,验证了仿真模型的正确性.液压控制闭锁离合器的动态仿真对合理设计控制阀以及闭锁离合器的控制方式的研究有一定的指导意义.     

一种电磁耦合无级变速器的性能分析

提出一种具有强电磁耦合特性的电磁耦合无级变速器,介绍了其工作原理和电磁特性。针对该装置接电池和不接电池的两种配置结构,分别讨论了可能的工作模式。基于内转子绕组与定子绕组之间的互感可忽略的特点,推导出ECVT的数学模型。利用提出的电磁计算公式,给出了两重气隙磁场的磁通密度、反电动势、磁通和齿槽转矩的稳态曲线。通过对其接电池时的瞬态工况仿真,验证了工况分析的合理性。在同等车载条件下与常规自动变速器相比,装有电磁耦合无级变速器的车辆有更好的燃油经济性。     

交-交变频交流励磁发电机的建模与仿真

交流励磁发电机励磁控制仿真大多针对采用交直交变频器的情况。大容量水电机组宜采用交-交变频器。为了分析交流励磁发电机采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制的效果,建立了基于MATLAB/Simulink S-函数的交-交变频器模型,搭建了基于交流励磁发电机标幺值方程和定子磁场定向矢量控制的交-交变频励磁发电机仿真模型。基于该模型对有功功率和无功功率解耦控制以及转子转速超同步与亚同步转换等动态过程进行仿真。结果表明,采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制可以实现有功无功的独立快速调节;在调节过程中,定子电压频率稳定不变;转子转速在超同步与亚同步之间转换时,三相转子电流进行了换相。仿真结果与理论分析结果相一致。