并联混合动力汽车模糊逻辑控制策略的建模和仿真

提出了基于模糊逻辑控制扭矩分配策略,建立了各功能组件模型.并利用ADVIS0R2002仿真平台,完成了该模糊逻辑扭矩控制策略和电气辅助控制策略仿真比较.结果表明,本文提出的模糊逻辑控制策略对提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性,改善尾气的排放有明显的作用.     

基于粒子群优化的并联式混合动力汽车模糊能量管理策略研究

针对一种并联式混合动力轿车,以混合驱动系统需求转矩和电池组荷电状态(SOC)为输入,以发动机转矩为输出,构建了能量管理模糊控制器,并以总的等效燃油消耗为优化目标,利用粒子群算法对模糊隶属度函数参数和模糊控制规则进行优化.基于ADVISOR的仿真研究表明,与未优化的模糊能量管理策略相比,经过优化的模糊能量管理策略能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,更好地控制电池组SOC的变化.     

基于随机模型预测控制的插电式混合动力汽车多目标能量管理策略

为了改善插电式混合动力汽车的燃油消耗和排放, 开展多目标随机模型预测控制策略的研究. 首先, 建立适用于模型预测的多元线性回归的发动机和电池模型, 建立融合燃油消耗和排放的多目标价值函数的模型预测控制, 随后, 基于随机驾驶员模型未来时刻的车速, 结合交通信息并利用动态规划(DP)算法进行参考电荷状态(SOC)优化, 进而建立多目标随机模型预测控制策略. 最后, 通过与DP, MPC等策略进行对比验证, 及给出两组不同权值进行多目标控制效果分析. 结果表明, 该策略的燃油消耗和排放最接近DP的控制效果, 且设置不同权重值可获得相应的控制目标, 说明该策略对提升燃油消耗和排放的多目标性能的有效性.     

并联新能源汽车最优效率实时控制

为了提高并联混合动力汽车驱动系统的实时效率,降低燃油消耗,本文提出一种基于效率最优的协调控制策略.根据不同驱动模式下电池的充放电状态,建立了充放电状态下驱动系统的等效燃油消耗模型,在分析电池效率和发动机效率的基础上,得到驱动系统效率的统一表达式,进而通过建立不同功率需求不同荷电状态下系统最优效率的功率分配系数图谱,设计了系统效率最优的协调控制策略,协调控制策略根据优化的功率分配系数在发动机和电机间进行力矩分配,协调控制策略可以离线计算并实时执行.两种工况循环下的仿真结果表明效率最优控制策略能有效地提高混合动力系统实时效率和燃油经济性.     

神经网络工况识别的混合动力电动汽车模糊控制策略

采用模糊控制可以改进混合动力电动汽车(HEV)的燃油经济性和排放性,但是对模糊控制器进行优化时通常只针对某一典型工况.不同的城市的行驶工况有一定差别,影响了模糊控制改善混合动力电动汽车性能的效果.研究中以广州和上海市主干道行驶工况为例,首先建立了一个模糊控制策略,并采用遗传算法,以汽车燃油经济性和排放性为优化目标,分别针对广州和上海主干道行驶工况对模糊控制器中隶属度函数进行优化.然后建立了一个基于模糊神经网络的行驶工况识别方法,通过识别广州和上海的主干道行驶工况,对控制策略中模糊控制器的隶属度参数进行相应调整,结果证明采用模糊神经网络识别行驶工况的HEV模糊控制策略可以进一步提高汽车的燃油经济性和排放性能.     

Sensorless torque control scheme of induction motor for hybrid electric vehicle

In this paper, the sensorless torque robust tracking problem of the induction motor for hybrid electric vehicle (HEV) applications is addressed. Because motor parameter variations in HEV applications are larger than in industrial drive system, the conventional field-oriented control (FOC) provides poor performance. Therefore, a new robust PI-based extension of the FOC controller and a speed-flux observer based on sliding mode and Lyapunov theory are developed in order to improve the overall performance. Simulation results show that the proposed sensorless torque control scheme is robust with respect to motor parameter variations and loading disturbances. In addition, the operating flux of the motor is chosen optimally to minimize the consumption of electric energy, which results in a significant reduction in energy losses shown by simulations.     

液压混合动力履带车辆联合制动模糊控制

针对液压混合动力履带车辆联合制动系统,为了实现制动过程平稳性,提出了基于制动力分配原则的模糊控制策略.首先在MATLAB中建立了能量再生制动系统和机械制动系统以及车辆动力学仿真模型,然后设计了以制动力分配系数为控制变量的联合制动模糊控制器,给出了模糊控制规则,建立了控制系统仿真模型,并在不同制动强度条件下对车辆制动过程进行仿真.仿真结果表明,联合制动模糊控制系统能够有效回收制动能量,同时与PID控制相比明显改善和提高了履带车辆制动过程稳定性.     

Sensorless torque control scheme of induction motor for hybrid electric vehicle

In this paper, the sensorless torque robust tracking problem of the induction motor for hybrid electric vehicle （HEV） applications is addressed, Because motor parameter variations in HEV applications are larger than in industrial drive system, the conventional field-oriented control （FOC） provides poor performance. Therefore, a new robust PI-based extension of the FOC controller and a speed-flux observer based on sliding mode and Lyapunov theory are developed in order to improve the overall performance. Simulation results show that the proposed sensorless torque control scheme is robust with respect to motor parameter variations and loading disturbances. In addition, the operating flux of the motor is chosen optimally to minimize the consumption of electric energy, which results in a significant reduction in energy losses shown by simulations.     

应用模型预测控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制

利用传统协调控制策略或模型预测控制(MPC)方法能够解决离合器模式切换的平顺性,但其改善效果不显著,且缺乏深入的细化研究.因此,为了改进混合动力汽车有离合器结合的模式切换过程中的平顺性,本文基于MPC制定有离合器模式切换过程的动态协调控制策略.在对混合动力系统有离合器模式切换模型进行简化的基础上,开展MPC在模式切换动态协调控制过程的原理描述,以减小有离合器模式间切换的冲击度进行基于MPC动态协调控制策略设计,并对不同权重下的冲击度进行了详细的对比.通过实验验证,其结果表明采用MPC的模式切换协调控制最大冲击度从26.3 m/s³下降至9.26 m/s³,降低了64.8%,明显的抑制了模式切换过程中的冲击度,有效的改善了模式切换的平顺性.     

基于模糊混合控制的自治水下机器人路径跟踪控制

基于模糊混合控制策略,本文提出了一种用于非线性欠驱动自治水下机器人的鲁棒路径跟踪控制方法.利用Sugeno型模糊推理系统,将PD滑模控制器与非奇异终端滑模控制器光滑连接,构造了模糊混合控制器.它能充分融合这两类控制器的优势,无论系统远离平衡点还是在其附近,都能取得快速收敛的效果.如果,借助于非时间参考量,将该混合控制器用于自治水下机器人路径跟踪控制,将有利于提高它在不确定环境中的跟踪能力.最后,通过仿真计算结果验证了该控制策略的有效性.     

并联式混合动力汽车双模糊控制能量管理策略研究

针对单模糊控制策略下再生制动能量不能得到充分回收,提出了一种并联式混合动力汽车的双模糊控制能量管理策略.分别设计了驱动和制动工况下相应的模糊控制器,简化了控制系统设计的复杂度.最后,在Matlab中利用Advisor软件对所设计的双模糊控制策略进行了仿真.结果表明,与电辅助控制策略和单模糊控制策略相比,所设计的双模糊控制能量管理策略,在有效提高燃油经济性和制动工作效率的同时,极大地降低了废气排放.     

基于动态规划不同优化目标的HEV转矩分配策略对比研究

双动力源的结构模式使得混合动力汽车相对于传统汽车拥有更高的燃油经济性,同时也给混合动力汽车整车控制器的设计提出了更高的要求。本文采用动态规划算法,分别以油耗最低同时电池SOC波动尽可能小、以及整车效率最高为目标,对混合动力汽车在NEDC循环工况下的最优转矩分配进行求解。并将两种转矩分配结果进行对比分析,得出选择不同优化目标对控制效果的影响以及SOC参数选择的标准,为制定更加高效的控制规则提供了理论依据。     

单轴联结式并联混合动力汽车分层切换控制设计

为提高整车燃油经济性,降低尾气排放,本文针对单轴联结式并联混合动力汽车(parallel hybrid electric vehicle,PHEV)提出了一种分层切换控制方法.首先,在分析发动机稳态效率和电池充放电内阻变化规律基础上,采用分层切换思想,制定了PHEV各运行模式间切换规则.然后,研究了不同目标运行模式下的能量分配策略,针对单一驱动模式和3种制动模式,设计了基于规则的转矩分配策略;针对混合模式,分别设计了行车充电/混合驱动模式下的Lyapunov优化功率分配策略以及驻车充电模式下的Willans line模型极值法功率分配策略.最后,仿真结果表明,所提出方法可确保发动机和电池工作在高效区.在UDDS+HWFET工况下,与电辅助策略相比,百公里油耗降低了40.82%,CH,CO和NOx的排放量分别减少了2.86%,4.41%和8.02%;与基于庞特里亚金最小值原理(Pontryagin’s minimum principle,PMP)的全局优化策略相比,百公里油耗降低了9.37%.     

基于改进型动态规划算法的串联混合动力汽车控制策略

混合动力汽车通常由内燃机和电池两种不同的动力源驱动,对于给定的功率需求,如何分配两种动力源的输出功率,使得整个循环的耗油量达到最小是混合动力系统控制表示法需要解决的问题.本文采用改进动态规划方法来优化两种动力源的输出功率,并用PSATv6.1进行了系统仿真.仿真结果表明,与开关式相比,该方法能有效的降低串联混合动力汽车...     

车速动态特性优化在HEV多能源动力总成系统控制中的运用

根据车辆控制工程理论,建立混合动力电动汽车（HEV）动力驱动模型及汽车闲环控制系统仿真模型,并以此进行计算机动态仿真.通过对设定不同汽车车速以及控制器参数下汽车实际车速响应情况以及响应与系统输入力矩之间关系的分析,发现现有混合动力电动汽车控制策略难以在保证汽车良好动态特性的基础上实现环保与节能.为解决上述矛盾,提出车速动态特性优化在HEV多能源动力总成系统控制中的运用,并论述其原理及实现方法.比较在两种控制策略下特定工况段的发动机油耗,说明车速动态特性优化的现实意义.     

插电式混合动力汽车车速预测及整车控制策略

本文针对插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)这一典型混杂系统,提出了一种基于车速预测的混合逻辑动态(mixed logical dynamical,MLD)模型预测控制策略.首先,通过对发动机和电动机能量消耗模型进行线性化,建立双轴并联插电式混合动力城市公交车的动力传动系统数学模型;其次,运用模糊推理进行驾驶意图分析,提出基于驾驶意图识别和历史车速数据相结合的非线性自回归(nonlinear auto-regressive models,NAR)神经网络车速预测方法进行未来行驶工况预测.然后,以最小等效燃油消耗为目标建立PHEV的混合逻辑动态模型,运用预测控制思想对车速预测时域内最优电机转矩控制序列进行求解.最后,通过仿真实验验证了本文所提出控制策略在特定的循环工况下与电动助力策略相比,能够提高燃油经济性.     

基于指数趋近律的车载复合储能系统全局滑模控制

针对电动汽车存在电池使用寿命和续航里程不足的问题,引入超级电容、电池和DC/DC变换器构成车载复合储能系统.基于五阶状态空间电路平均模型,提出一种基于指数趋近律的全局滑模(E-GSM)控制策略,并基于Lyapunov方法进行控制策略的稳定性分析.该策略包括一个全局滑模电流控制器(用于精确跟踪电池和超级电容电流参考值)和...     

飞行器纵向通道姿态模糊控制器设计

飞行器姿态控制系统结构极其复杂,难以建立准确的数学模型。为了实现姿态的精确控制,将模糊控制方法应用于飞行器纵向通道姿态控制中,在模糊逻辑理论的框架下,根据姿态控制系统的输入输出量,提出了一种模糊规则优化设计方案,通过模糊推理,实现了对飞行器姿态的模糊控制。仿真结果表明,所设计的模糊控制器性能稳定,系统响应的调整时间在1s以内,超调量不超过3%,且小扰动情况下仍能保持较好的控制效果,有效提高了系统的稳态精度与动态品质。     

A control benchmark on the energy management of a plug-in hybrid electric vehicle

A benchmark control problem was developed for a special session of the IFAC Workshop on Engine and Powertrain Control, Simulation and Modeling (E-COSM 12), held in Rueil-Malmaison, France, in October 2012. The online energy management of a plug-in hybrid-electric vehicle was to be developed by the benchmark participants. The simulator, provided by the benchmark organizers, implements a model of the GM Voltec powertrain. Each solution was evaluated according to several metrics, comprising of energy and fuel economy on two driving profiles unknown to the participants, acceleration and braking performance, computational performance. The nine solutions received are analyzed in terms of the control technique adopted (heuristic rule-based energy management vs. equivalent consumption minimization strategies, ECMS), battery discharge strategy (charge depleting–charge sustaining vs. blended mode), ECMS implementation (vector-based vs. map-based), ways to improve the implementation and improve the computational performance. The solution having achieved the best combined score is compared with a global optimal solution calculated offline using the Pontryagin's minimum principle-derived optimization tool HOT.     

Practical active traction control for independent-wheel-drive electric vehicle based on slip-ratio threshold determination

The traditional traction control system (TCS) based on hydraulic braking only works when the wheels are slipping, which will cause the problem of slow response to extreme slip. In addition, the TCS of four-wheel-independent-drive electric vehicle (4WIDEV) is often based on road adhesion characteristics identification or optimal slip ratio identification to implement active control, which is difficult to achieve in engineering. Aiming at this problem, a practical active TCS is proposed in this paper. Firstly, according to the wheel slip state of the front and rear axles, the dynamic transfer of torque between axles is realized to maintain the vehicle propulsion power. Second, the adhesion conditions between road and tire are classified, and two sets of target slip ratio thresholds are formulated for high and low adhesion pavement, respectively. Then the current road adhesion coefficient is estimated by using the advantage that the in-wheel motor torque can be obtained in real-time. Thirdly, the overall framework of the control strategy is established, the logic threshold control algorithm is adopted for tracking the wheel target slip ratio. Finally, the simulation results show that the proposed active TCS can improve the vehicle power and avoid excessive wheel slipping.