基于模糊PI控制的纯电动汽车驱动系统建模和仿真

 汽车工业在推动经济发展,提高人民生活水平的同时,也带来了能源短缺、环境污染和气候变暖等问题。电动汽车作为新能源汽车,是解决能源危机和环境污染问题最有效的途径。电动汽车的性能与驱动系统密切相关,研制和开发适合电动汽车各种行驶工况的驱动系统已成为电动汽车领域研究的重要内容。本文结合汽车行驶平衡方程和电机机械特性方程建立了纯电动汽车（EV）驱动系统的数学模型,采用模糊PI控制策略对模型进行优化控制,并在Simulink环境下对模型进行仿真验证。仿真结果表明,该纯电动汽车驱动系统的数学模型,能够真实准确地反映车辆的运行状态,采用模糊PI控制策略能够较好地对驱动系统进行优化控制,使得仿真车速对需求车速具有良好的跟随性。该模型具有较强的鲁棒性,适用于纯电动汽车驱动系统的仿真。     

增程式电动汽车电驱动系统多模式切换控制

针对增程式电动汽车(Range-Extended Electric Vehicle,RE-EV)电驱动系统电动机驱动和发动机-发电机-电动机能量传递问题,建立了驱动电机动力学、动力电池动力学和增程器动力学数学模型,设计了电动低速、电动高速、增程低速和增程高速多模式切换控制过程,建立了电驱动系统切换控制逻辑关系,进行了1和10个循环工况下的道路实验.结果表明:速度-时间曲线下的最大爬坡度大于30%,符合性能设计指标;排放-时间曲线下的排放出现在10个工况循环中的2 400s,此时,增程器开始运行;电池容量-时间曲线下的电池放电深度从0.7下降到0.3时,增程器起动并控制电池放电深度在0.3~0.5.     

基于神经网络的混合电动汽车发动机特性研究

利用MATLAB神经网络工具箱建立了发动机特性的拟合和仿真模型,在此基础上得到了发动机的万有特性曲线,并对发动机的万有特性进行了分析,得到了并联混合电动汽车行驶过程中发动机的最优工作范围;研究了并联混合电动汽车驱动系统中发动机与驱动电机之间的功率匹配问题,确定了车辆行驶所需的最大功率与发动机和驱动电机功率之间的关系,据此可选择适合类型的发动机和驱动电机,实现并联混合电动汽车驱动系统的优化设计．     

辅助混合动力电动汽车的技术研究

为延长纯电动汽车的续驶里程,提出了辅助混合动力电动汽车的概念。对辅助混合动力电动汽车的系统方案设计、动力部件选择及参数匹配进行了研究,重点分析了驱动控制单元和辅助控制单元的工作原理。排放实验和续驶里程仿真结果表明,辅助混合动力电动汽车具有良好的排放性能,并且比原纯电动汽车有效地延长了续驶里程。     

电动汽车CAN总线驱动控制系统设计

针对电动汽车电驱动系统中存在的关键技术问题,设计了基于CAN(controller area network)总线的电动汽车电驱动系统。系统由CAN通信模块和电机控制模块组成。CAN通信模块采用新型CAN总线收发器TJA1040和独立CAN控制器,并采用各种抗干扰措施以保证CAN通信的稳定性;控制模块利用模糊矢量控制方案——直接速度控制(direct speed control,DSC)策略,实现电驱动系统高鲁棒性控制。系统兼容性强,可以作为单独模块连接到电动汽车的主干网络上,还可以通过CAN总线对其进行扩展。     

汽车发动机起动过程的动力学仿真

发动机怠速自动起停是混合动力汽车的重要工作模式,它能避免发动机在怠速下运行,有效减少燃油消耗、尾气排放和发动机磨损.对混合动力汽车起步时发动机起动动力学进行了系统研究,基于发动机起动过程的阻力特性的建模与仿真,提出了ISG电机驱动控制策略,建立了ISG电机-发动机的综合控制模型,进行了发动机起动过程中的动力学仿真.仿真结果表明,所采用的ISG电机满足快速起动发动机的时间要求.     

四轮独立驱动电动汽车仿真平台开发*

设计了轮边电机驱动和线控转向系统的结构,建立了电动汽车的线控转向系统和轮边电机的数学模型。采用Carsim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,建立了基于线控转向的四轮轮边电机独立驱动的电动汽车整车动力学仿真研究的平台;通过选择典型的New York和开环控制的稳态圆周转向试验工况仿真工况,对所搭建的电动汽车的驱动和转向特性进行了仿真验证。仿真试验结果表明:所搭建的电动汽车动力学仿真平台在两种典型工况下均能较为合理地反映出四轮独立驱动的电动汽车的轮边电机输出转矩和转向系统响应特性,为开展四轮轮边电机独立驱动的电动汽车动力学控制研究奠定了良好的基础。     

基于阿特金森发动机的增程式电动汽车控制策略匹配设计

能量管理控制策略是增程式电动汽车降低油耗和排放的关键,为了使增程式电动汽车获得较好的燃油经济性和控制效果,对采用阿特金森循环发动机的增程式电动汽车的结构特点和工作模式进行了分析.基于阿特金森循环发动机的工作特点,对传统的恒功率控制策略、功率跟随控制策略进行了匹配优化,并提出了发动机三工作点控制策略和基于转速切换的功率跟随控制策略.利用Cruise和Matlab软件建立了联合仿真模型.仿真结果表明:三工作点控制策略与恒功率控制策略相比,有效地防止动力电池大电流充电,有利于缓解电池寿命衰减.基于转速切换的功率跟随控制策略能有效减小发动机转速的频繁波动并且显著提高了燃油经济性,为采用阿特金森循环发动机的增程式电动汽车实用型控制策略的开发提供参考.     

混合动力汽车电控系统的研究

0.引言混合动力汽车采用内燃机和电动机作为动力源,本文通过对混合动力汽车的分析,采用步进电机作为汽车发动机的控制单元;选用32位的定点TMS320作为整机的控制芯片,对整个汽车的电控系统进行了设计,实现了混合动力汽车控制模块的功能。1.混合电动汽车概述混合动力汽车是根据汽车运行过程中的需要,从两种或者两种以     

电动汽车用永磁同步电机设计方法及相关问题的研究

随着我国能源问题的不断扩大以及环境问题的影响,传统的汽车产业正在改变开发的方式,正在逐渐的向电动的方向转变,各个国家的汽车厂商都在进行电动汽车的研究,而电机系统作为电动汽车的核心部件更是受到了足够的重视,但是从目前的情况来看,电动汽车用电机的设计大部分还是使用的传统工频电电机的设计方法,这种方法在运行的时候是非常复杂的,而且采用这种传统的设计方法是满足不了电动汽车的实际需求的,基于此种情况,该文从电动汽车对驱动电机的实际需求出发,以永磁同步电机为例子,对电动汽车用永磁同步电机的设计方法进行分析,并对相关的问题进行研究。     

煤层气发动机燃气喷射控制系统设计

当煤层气的组分发生变化时,煤层气发动机的空燃比也随之发生变化,从而导致发动机运行不稳定,甚至熄火。针对这一问题,研究开发了一套变浓度煤层气发动机电子控制燃气喷射系统,提出了与煤层气发动机相适应的驱动电路,并设计了系统控制软件。     

摩托车发动机电子控制系统研究

为实现摩托车发动机从化油器技术向电控燃油喷射技术转变,满足日益严格的排放法规,在某型号摩托车单缸化油器式发动机的基础上,对原机型进气系统、点火系统以及喷油系统进行了改进,通过自行设计的摩托车发动机电子控制系统实现了发动机工作过程的电子控制.控制系统采用MC9S12XS128单片机作为主控芯片,运用模块化软件控制程序实现了传感器信号的采集与处理,对点火和喷油等执行机构进行精确控制,并利用该电子控制系统对点火时刻及空燃比参数进行了标定和优化.实验表明,采用电子控制系统后,发动机在不同工况下的动力性和经济性得到显著提高.     

混合电动阵及其电气驱动系统

混合电动车是电动车和传统汽车相结合的产物，具有减少废气排放，降低油耗等优点，是21世纪汽车工业发展的新方向。介绍了混合电动车的相关情况，讨论了混合电动车动力系统的基本框架、电力驱动的基本类型以及它们的特点和国内外发展现状，分析了决定混合电车驱动性能和控制性能的部分关键技术。     

电控柴油喷射用电磁控制旁通阀的研究

电磁控制旁通阀是时间控制式电控柴油喷射系统的重要组件,它的实用性开发是电控柴油喷射系统实用化所必须解决的关键技术问题。该文在系统地研究电磁控制旁通阀工作特性的基础上,研制出了一种高低压平衡式旁通阀。该阀与高速强力电磁铁及其驱动电路相配合,解决了电磁控制阀的动态响应特性、工作稳定性、动态密封及快速泄流等方面的问题,其工作性能能满足电控柴油喷射系统喷射控制的要求。采用该电磁控制阀的ＹＣ６１０８电控柴油机样机实现了正常运转。     

基于SIP的大功率柴油机电控喷油系统的改进

在研究了机车用大功率柴油机电控系统中电磁阀阀芯的运动规律和线圈电流的波形形状基础上,提出了电磁阀电流波形中的喷油起始点(SIP)的寻找方法,并且基于SIP提出一种新的周期预推算法.针对传统电磁阀驱动电路在释放时电流存在的拖尾情况,采用了在电磁阀线圈续流回路中反向串联稳压二极管的方法,大大缩短了电磁阀释放时间.针对机车用大功率多缸柴油机系统对实时性要求更加苛刻的情况,采用了双CPU的架构.该装置经过泵-管-嘴实验台的试验,结果表明系统运行稳定,控制精准,很好地满足了电控喷油系统的要求.     

四轮毂电机独立驱动车辆转向电子差速控制

对四轮毂电机独立驱动车辆全轮转向电子差速控制策略进行研究.通过对转向运动学进行分析,建立了3自由度转向动力学模型,构建了四轮毂电机独立驱动车辆电子差速控制系统,提出了神经网络PID(NNPID)电子差速转速转矩综合控制策略,计算四轮目标转速,采用4个神经网络PID控制器,协调分配四轮毂电机的转矩,实现电子差速控制的转向.对于不同给定转向角和车速的仿真结果表明,该策略可以提高车辆低速转向的操控性和平稳性.     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进,设计了用于空气调节的电子节气门机构,制定了各个工况下的空燃比控制策略,并对发动机的控制参数进行了优化,开发了发动机空燃比控制系统,实现了喷油和进气量的联合控制.台架试验结果表明,采用进气调节系统后,发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善.     

机电式飞轮车辆能量管理策略

为了有效提高车辆的动力性和经济性,针对电动车辆大功率加速工作电池负荷大,制动能量回收效率低的问题,本文提出了加装机电式飞轮系统的车辆。通过研究机电式飞轮系统在制动能量回收时功率分流和驱动汽车时扭矩耦合的工作原理,使用针对该系统工作特点的模糊控制策略,根据机电式飞轮系统高效率的优点,制定了使该系统回收、释放能量的逻辑策略;结合CRUISE搭建整车模型,MATLAB-Simulink设计整车模糊控制策略,并将CRUISE与MATLAB-Simulink通过Interface建立联合仿真平台进行仿真分析。结果表明,首先,搭载机电式飞轮系统的车辆精确地完成驾驶员的驾驶要求;其次,飞轮及控制电机的工作状态符合其工作原理;最后,搭载了机电式飞轮系统的四驱车辆相比较普通的四驱车辆,其NEDC工况电能消耗量下降了10.26%。     

新型双桥驱动混合动力汽车设计及仿真

 针对目前混合动力汽车结构较为复杂的问题,提出了一种新型的双桥驱动模式。通过对某汽车进行牵引力耦合式混合驱动系统设计,使之成为双轴驱动混合动力,并可简单切换汽车的工作模式。建立了双桥驱动的混合动力汽车模型,并通过AVL-Cruise仿真得到了混合动力汽车的爬坡度、加速时间、耗电量、油耗和发动机工作点分布。仿真结果表明,牵引力耦合式混合动力驱动系统可以使发动机和电机均工作于高效区,提高了燃油利用率,节能、减排优势明显。     

电喷发动机过渡工况空燃比鲁棒控制研究

阐述了最优H∞控制理论,并将其用于电喷发动机空燃比控制;在充分考虑外部干扰和系统模型不确定性的情况下,讨论并制定了最优H∞理论控制策略.采用面向对象的GT-Power仿真软件,从物理模型出发建立了电喷发动机仿真模型;用Matlab/Simulink软件建立起相应的最优H∞控制器和PI控制器;最后运用Matlab/Simulink与GT-Power的接口,建立电喷发动机实时控制系统.仿真结果表明:最优H∞控制相对于PI控制具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰能力,提高了空燃比的控制精度.