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插电式并联气电混合动力客车控制策略研究

李欢  
【摘要】:尾气污染、石油资源日渐短缺等问题的突出使人们日益认识到开发新能源汽车的重要性,进而引发了全球新能源汽车研究的热潮。插电式混合动力汽车作为电动汽车的一种,兼具有纯电动汽车和普通混合动力汽车的功能,又可以外接电源进行充电,被认为是现阶段条件下过渡到纯电动汽车的最优方案。插电式混合动力汽车控制策略的制定较为困难,本文在分析不同的控制策略的基础之上,提出了模糊控制策略,并针对模糊控制中存在的问题,确定采用多种群遗传算法对模糊控制器中的隶属度函数和控制策略中的控制参数进行优化。文中概述了国内外插电式混合动力汽车的发展现状、工作特点和常用的控制策略,进而提出模糊控制策略。介绍了仿真的软件ADVISOR的主要特点,在选取了某型号插电式并联气电混合动力客车作为研究对象的基础上,详细介绍了在MATLAB/Simulink环境下各主要部件及其整车仿真模型的建立过程。在充分了解了模糊控制的基础上,建立了以电池荷电状态值(SOC)和动力系统总需求扭矩为输入变量,发动机扭矩作为输出变量的模糊控制器。基于对仿真软件ADVISOR的二次开发,将模糊控制器镶入到所建立的整车仿真模型中,并在ADVISOR和MATLAB\Simulink中实现模拟仿真,与ADVISOR中默认的电辅助控制策略进行对比分析,说明了模糊控制策略在动力性和燃油经济性上的优越性。针对模糊控制策略中的隶属度函数和控制参数设计过程中存在主观随意性的问题,选择多种群遗传算法来对模糊控制器中的隶属度函数和六个主要控制参数进行优化,通过在MATLAB中编写的M文件将多种群遗传算法和无界面ADVISOR功能相结合不断进行优化,进而得到最优的隶属度函数和控制参数。最后将优化前后的模糊控制策略进行仿真对比,发现优化后的控制策略在百公里耗气量和NOX排放上得到了很大的降低,动力性能也有了相应程度的提高。


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