混合动力叉车前向建模与仿真研究

介绍后向建模和前向建模的思想,根据前向建模思想,建立基于Matlab/Simulink平台的并联式混合动力叉车前向仿真模型,详细阐述驾驶员模型、VCU模型、发动机模型、电机模型、蓄电池模型、工作装置模型和整车动力学模型。并以某并联式混合动力叉车的参数为基准,在某一实测工况下进行仿真。结果表明,前向建模思想是合理有效的,所建立的模型是正确的,叉车在行驶和工作过程中能够根据控制策略实现控制功能,与同吨位内燃叉车相比,降低了油耗,达到了节能的目的。     

基于Simulink的ISG型客车混合动力系统的仿真研究

针对ISG型混合动力系统结构、控制复杂,传统开发风险高、周期长、成本高等问题,采用后向仿真的思想,应用Simulink仿真工具,对其动力系统完成了能量管理策略的设计与建模,建立了工况输入模型和驾驶员PI控制模型,结合相关理论公式及试验标定数据对其主要部件如驱动电机、发动机、发电机、动力电池进行了模型建立。结合中国城市典型工况,基于功率分配思想提出了以发动机优先驱动优化发动机工作效率的整车能量管理策略。仿真结果研究表明,仿真模型可以准确模拟实车进行循环工况行驶,完成经济性试验和和实时输出各部件工作特性参数的功能,该模型可以作为动力系统能量管理策略研究和部件参数优化的基础,对车辆前期开发阶段快速确定整车控制策略,提高匹配该系统车型的经济性具有重要意义。     

串联式混合动力客车前向建模研究

在分析了混合动力汽车的2种基本建模方法的基础上,建立了串联式混合动力客车的前向仿真模型,详细介绍了模型的各个子模块.并以某串联式混合动力客车参数为基准,在中国典型城市工况下得到了一些重要的特性曲线和动力性经济性仿真数据,与同车试验值相对比,偏差基本在允许范围内,说明了本前向仿真模型的正确性和实用性.     

基于后向建模的并联式液压混合动力车辆再生制动策略研究

分析了并联式液压混合动力系统功率密度大和城市行驶工况制动频繁的特点,综合考虑车辆载荷以及驱动方式对再生制动性能的影响,提出了一种基于安全制动的再生制动控制策略,采用后向建模方法建立了液压混合动力汽车仿真模型,进行了典型循环工况的再生制动仿真研究。仿真结果证明了所提出的再生制动控制策略和系统模型的正确性与适用性,在确保制动安全性的前提下高效地回收制动动能。     

四驱型混合动力汽车前向仿真模型开发

前向式仿真模型在车辆设计过程中不可缺少,考虑到当前混合动力SUV发展快速,以Advisor软件为基础,通过二次开发建立四驱型混合动力汽车前向仿真模型。模型的主控模块中包含驾驶员模型,驾驶员模型中包含PI控制模块、车辆需求纵向作用力预估模块,并且主控模块集成了制动力分配策略和能量分配策略,以此简化顶层模型。四驱车轮模块考虑了驱动防滑及纵向作用力前后合理分配的基本原理,从而较好地模拟扭距分配。针对某款混合动力SUV用此四驱前向仿真模型进行模拟工况分析。仿真结果表明:模型的有效性,可以用于前向性仿真分析。     

基于电机特性的电动汽车制动力分配策略研究

为提高电动汽车制动能量的回收,提出一种根据电机转矩特性分配电动汽车前、后轴制动力的控制策略。在提出的分配策略基础上建立了制动能量系统仿真模型,并分别在MATLAB/Simulink和AVL-Cruise环境下进行了仿真分析。研究结果表明,电机特性制动力分配策略,能够满足制动法规的要求;与传统按I曲线分配前、后轴制动力的控制策略相比,能更充分地利用电机制动力。仿真结果表明,在NEDC法规循环工况下,能量回收提高了55.6%,能量回收率提高5.3%。     

纯电动物流车制动力分配的建模与仿真

通过对纯电动小型城市物流车的改装和实验,为解决电动车单次充电后行驶里程不足的问题,对其引入再生制动系统。在车辆安全制动的前提下,对物流车前后轴的制动力进行合理分配,以获得良好的能量回收效率。根据永磁同步电机和蓄电池的工作特性,对分配策略进行优化。在MATLAB中建立电动物流车的各部分模型,并在ECE-EUDS混合行驶工况下进行仿真。仿真结果表明:该种制动力分配方法回收能量的效率明显高于ADVISOR自带的并联控制策略,安全性能有了很大提高。     

基于遗传算法的混合动力汽车前向仿真驾驶员模型参数优化

建立了采用PI控制的混合动力汽车前向仿真驾驶员模型,针对传统方法难以整定PI控制器控制参数的问题,提出了基于遗传算法优化PI控制器控制参数的方法,给出了遗传算法的目标函数及其实现过程。仿真结果表明,基于遗传算法优化控制参数的驾驶员模型,能够使得实际车速很好地跟踪循环工况目标车速。     

基于广义随机Petri网的系统可靠性建模与仿真软件开发

研究了基于Petri网理论的系统可靠性建模及求解问题.采用广义随机Petri网(GSPN)建立系统可靠性模型.针对因状态空间爆炸带来的模型求解难题,开发基于GSPN模型的可靠性仿真软件.分析了仿真软件功能,给出了软件架构及其使用流程,介绍了软件的实现技术.以挖掘机回转工况的液压回路为例,给出仿真软件的应用.     

轻度混合动力汽车再生制动控制策略与仿真研究

分析了轻度混合动力汽车在典型城市驱动循环工况下的工作特点，在传统汽车制动理论的基础上，基于制动安全性和高效制动能量回收，提出了一种简单有效的混合动力汽车制动力分配控制策略，进行了整车再生制动系统建模和城市驱动循环下的仿真，结果表明，采用该制动力分配策略能满足整车制动力分配的要求，能量回收率达12．5％。     

Design and Analysis of Electro-mechanical Hybrid Anti-lock Braking System for Hybrid Electric Vehicle Utilizing Motor Regenerative Braking

Braking on low adhesion-coefficient roads, hybrid electric vehicle's motor regenerative torque is switched off to safeguard the normal anti-lock braking system (ABS) function. When the ABS control is terminated, the motor regenerative braking is readmitted.Aiming at avoiding permanent cycles from hydraulic anti-lock braking to motor regenerative braking, a novel electro-mechanical hybrid anti-lock braking system using fuzzy logic is designed. Different from the traditional single control structure, this system has a two-layered hierarchical structure. The first layer is responsible for harmonious adjustment or interaction between regenerative system and anti-lock braking system. The second layer is responsible for braking torque distribution and adjustment. The closed-loop simulation model is built. Control strategy and method for coordination between regenerative and anti-lock braking are developed. Simulation braking on low adhesion-coefficient roads with fuzzy logic control and real vehicle braking field test are presented. The results from simulating analysis and experiment show braking performance of the vehicle is perfect, harmonious coordination between regenerative and anti-lock braking function, significant amount of braking energy can be recovered and the proposed control strategy and method are effective.     

CVT混合动力汽车再生制动系统仿真

根据试验获取的镍氢电池快速充电特性和集成启动电机(Integrated starter/generator,ISG)发电特性,分析电动机发电效率与电池充电效率的变化规律,得到在不同输入条件下电池电动机联合效率曲线图,从而确定电池电动机联合高效优化工作线。基于此优化工作线,制定CVT速比控制策略及再生制动控制策略,并建立整车再生制动系统模型,在典型城市驱动循环工况下进行仿真分析与试验验证。结果表明,提出的基于电池电动机联合高效工作比基于电动机单独高效工作的CVT控制策略能进一步提高再生制动能量回收率。     

基于载荷率的电动公交车再生制动控制策略

为提高城市电动公交车再生制动能量回收效率,针对城市电动公交车日常运输载重变化显著的特点,提出了一种基于不同载荷率的再生制动控制策略。建立了不同载重情况下电动公交车的行车制动系前后轴制动力分配系数优化模型,运用遗传算法求出了空载、半载、满载情况下的最优制动力分配系数,并根据优化后的制动力分配系数对再生制动力进行了控制。为验证控制策略的有效性,在电动汽车仿真软件ADVISOR2002平台上进行了仿真分析。结果表明：与制动力分配系数无调整时相比,该策略在符合欧洲经济委员会（ECE）制动法规的前提下,显著提高了制动能回收量。     

基于模糊控制的电动汽车低速再生ABS研究

为使电动汽车在低附着系数路面上再生制动时车轮具有防抱死功能,提出了一种通过控制电机的再生制动力与反接制动力来防止车轮抱死的方法。阐述了电动汽车低速再生ABS工作原理,建立了电动汽车单轮车辆动力学模型;根据电机低速再生制动的电路稳态条件,利用模糊控制理论设计了基于滑移率控制模式的再生ABS控制系统。仿真结果表明:系统不但鲁棒性强,而且反应迅速,控制精度高;制动过程由占主体的再生制动和制动末期出现的反接制动组成;在电机峰值工作能力内,随地面附着性能的提高,再生ABS回收的制动能也随之增加。     

基于最佳制动效果的并联式混合动力汽车再生制动控制策略

在遵循制动力分配原则的基础上,提出了基于最佳制动效果和模糊控制的再生制动控制策略,使机械制动和再生制动可以很好地协同工作,实现前后轮制动力合理分配。设计了以制动强度和蓄电池荷电状态为输入变量,以期望再生制动力为输出变量的模糊控制器。利用仿真软件ADVISOR,对所设计的控制策略进行了部件性能、制动能量回收、制动感觉三方面仿真分析。同时,为验证ADVISOR仿真结果的有效性,搭建了硬件在环仿真实验平台。结果表明,所设计的控制策略在保证汽车制动稳定性的前提下,能够使驾驶员获得满意的制动感觉,同时有效提高了汽车能量利用率,最终达到了最佳制动效果。     

电储能车辆再生制动系统制动力分配系数设计

基于XQ6103客车对电储能再生制动系统进行了分析,为了在保证车辆制动稳定性及安全性的前提下,尽可能利用再生制动系统回收制动能量,需要根据EC E法规对车辆前后轮制动力分配要求及车辆的结构参数进行设计,合理确定制动力分配系数β的变化范围,实现制动能量回收最大化。     

双电机混联构型混动车辆的制动能量回收策略

选择了配备电控机械式自动变速箱（AMT）的双电机混合动力汽车（HEV）作为研究平台,该平台可以部分甚至完全解决AMT不连续传输造成的换挡过程中动力中断问题。建立了HEV系统的简化动力学模型;分析了AMT降挡的过程和优点,提出了基于规则的降挡策略;最后在MATLAB/Simulink环境中进行了仿真测试。结果表明,换挡策略比不换挡策略油耗率降低16.8%。     

基于制动稳定性要求的ADVISOR再生制动模块的开发

利用ADVISOR软件,分析满足制动稳定性条件下的电动汽车再生制动系统的制动能回收能力,在其再生制动模型基础上,从动力学角度建立了各制动力制动份额随制动减速度变化的模型,仿真结果表明,此模型有效地拓展了ADVISOR的仿真范围,方便了评估电动汽车再生制动系统.     

混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验

为提高制动能量回收系统性能,针对某型串联式混合动力城市客车,选用一种串联式制动能量回收装置进行道路试验研究.针对研究对象,设计出串联、并联等多种制动力分配策略;开发出一套道路试验测试系统,适用于中国典型城市公交循环等多种工况条件下进行道路试验;利用dSPACE硬件平台快速成型一个包含控制算法的控制单元,替代实际的整车控制器. 将所搭建的控制单元应用到实际的目标车辆上,利用自己设计的制动能量回收道路试验系统对目标车辆进行制动性能试验以及制动能量回收经济性试验等;重点研究不同策略下的制动能量回收的经济性及整车的制动舒适性,以及影响制动经济性与舒适性的因素.试验结果表明,所研发的制动能量回收装置能够实现不同的制动力分配策略,串联式制动能量回收策略能够在保证驾驶员制动感觉的前提下回收较多的制动能量,是多种方案中相对较好的选择.