增程式電動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法的研究.pdf

1、隨著城市汽車數(shù)量的急劇增加,汽車對(duì)環(huán)境的污染問題已不容忽視,節(jié)能減排已成為汽車設(shè)計(jì)研發(fā)中的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。傳統(tǒng)燃油汽車只有發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)動(dòng)力源,在不同路況下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)在不斷變化,由于發(fā)動(dòng)機(jī)固有特性當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低速、小負(fù)荷工況時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率較低且污染物的排放量較大。鑒于傳動(dòng)燃油汽車的局限性,本文以增程式混合動(dòng)力車為背景,進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制問題的分析與研究。
　　增程式混合動(dòng)力車提出了以下兩種工作模式的概念。一是純電動(dòng)模式,

2、在此模式下發(fā)動(dòng)機(jī)是關(guān)閉的,僅由電池發(fā)電提供給電動(dòng)機(jī)電能,最終驅(qū)動(dòng)車輛,達(dá)到了“零”排放的目的。另一種模式是增程模式,這是模式主要是為了滿足人們對(duì)高速駕駛以及對(duì)汽車長續(xù)航能力的需求。這時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)形成一個(gè)子系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能以獲得牽引車輛的扭矩,同時(shí)也可以將多余的電能儲(chǔ)存在蓄電池中。增程式混合動(dòng)力車的動(dòng)力性和續(xù)航性完全可以滿足繁華市區(qū)人們?nèi)粘３鲂械男枨蟆＿@種結(jié)構(gòu)下的發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過能量優(yōu)化策略來決定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn),從而保

3、證發(fā)動(dòng)機(jī)可以一直維持在最佳工作點(diǎn)附近以提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
　　為了準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法,本文首先在了解發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上建立了基于轉(zhuǎn)速控制的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型,繼而在Matlab/simulink環(huán)境下搭建了仿真模型。為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性,本文以enDYNA中的一個(gè)四缸四沖程火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)模型為基準(zhǔn)進(jìn)行模型參數(shù)擬合與模型驗(yàn)證。enDYNA是一個(gè)高精度汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)仿真軟件,這個(gè)軟件也是基于Matla

4、b/simulink平臺(tái),enDYNA適用于內(nèi)燃機(jī)控制算法的開發(fā)及在線的故障診斷,世界各大汽車制造廠商都用它來進(jìn)行汽車電控系統(tǒng)的研發(fā),在汽車界有很強(qiáng)的認(rèn)可度與可靠性。
　　在完成建模的基礎(chǔ)上,先進(jìn)行了模糊PID控制器的設(shè)計(jì),并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析與對(duì)比。當(dāng)時(shí)由于模糊PID控制器本身沒有考慮約束,只是后期硬性的加入了限幅環(huán)境,使得調(diào)節(jié)時(shí)間增長。為了達(dá)到更好的控制效果,鑒于本模型的特性,本文著重設(shè)計(jì)模型預(yù)測控制器來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的控制,在