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1、———————————————————————————————混合動力汽車制動能量回收系統(tǒng)的控制研究———————————————————————————————ResearchontheControlofBrakingEnergyRecoverySystemforHybridVehicle作者姓名：蘆冰專業(yè)名稱：控制理論與控制工程指導教師：解小華教授學位類別：工學碩士答辯日期：2015年6月6日中文摘要中文摘要混合動力汽車制動能量回收系統(tǒng)的控制研究近年來隨著汽車保有量的逐年上升，環(huán)境及能源問題不斷加劇，研發(fā)新型能源汽車成為了各大汽車廠商研究的熱點，于是帶有能量回收系統(tǒng)的混合動力汽車進入了人們
2、的視野。能量回收系統(tǒng)是混合動力汽車中的關(guān)鍵部分，可以將制動時車輛的動能通過電機轉(zhuǎn)化為電能儲存在儲能裝置中，待驅(qū)動或者加速時通過電機釋放出來為汽車提供全部或者部分驅(qū)動力，在提高汽車燃油經(jīng)濟性的同時又降低了環(huán)境的污染。目前大多數(shù)混合動力汽車的制動力是由電機和機械制動聯(lián)合提供的，制動過程中如何控制電機制動力和前后輪機械制動力在理想分配比例下工作，使能量回收達到最大化，是目前能量回收系統(tǒng)研發(fā)工作的核心。本文圍繞上述制動力分配問題主要做了以下幾方面的研究工作：首先，介紹了混合動力汽車的發(fā)展背景及研究意義，概述了能量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，同時對制動狀態(tài)下的汽車進行了受力分析，并繪制了前后輪理想的制動力分配曲
3、線圖，之后研究了能量回收系統(tǒng)的工作原理以及具體的回收過程。其次，基于對最大能量回收和定比例兩種典型制動力分配策略的分析，給出了能量回收系統(tǒng)的控制邏輯和制動力分配策略的設計方案，并在遵守ECE制動法規(guī)的基礎上，將制動強度從小到大分為四個等級，設計了具體的制動力分配控制策略的數(shù)學模型，之后搭建了整車的能量回收系統(tǒng)模型。為了控制電機的實際制動力矩和理想制動力矩的偏差，保證車輛的平穩(wěn)制動，本文搭建了電機制動力矩PID控制器，并分別在初始速度為30km/h、60km/h和100km/h三種典型工況下進行了仿真驗證，得出模型的能量回收率在14%-25%之間，達到了本文制動力控制策略的初步設計目標。最后，文
4、章搭建了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法的PID控制器模型，該模型利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡的自學習能力調(diào)整權(quán)系數(shù)，實現(xiàn)了對PID控制參數(shù)的優(yōu)化。仿真對比結(jié)果表明，帶有BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器的制動力分配模型比帶有常規(guī)PID控制器的模型的能量回收率平均提高了約4個百分點，前輪滑移率更加平穩(wěn)，且解決了常規(guī)PID控制器模型制動開始時電機力矩的波動問題，達到了理想效果。本文的研究成果驗證了所設計的制動力分配策略的實用性及可行性，為今后混合動力汽車制動能量回收系統(tǒng)的完善提供了一定的參考價值。關(guān)鍵字：能量回收，制動力分配，神經(jīng)網(wǎng)絡PID，仿真IAbstractAbstractResearchontheControlofHyb
5、ridBrakingEnergyRecoverySystemforHybridVehicleInrecentyears,withtheownershipofvehiclesincreasingyearbyyear,environmentandenergyissuescontinuetoaccelerate,thereforethedevelopmentofnewenergyvehicleshasbecomeahotresearchtopicamongtheautomobilemanufacturers,sohybridvehicleswithenergyrecoverysystemhascom
6、eintopeople’sspotlight.Theenergyrecoverysystemisakeypartofthehybridvehicles,inthebrakingprocessofvehicles,thissystemconvertspartofthekineticenergythroughthemotorintotheelectricenergy,andthenstorestheelectricenergyintheenergystoragedevice,whenthevehiclestartsoraccelerates,theelectricenergycanbereleas
7、edbythemotortoprovideallorpartofthetractiveforceforthevehicle,itnotonlyimprovesvehicle’sfueleconomy,butalsoreducesenvironmentalpollution.Atpresent,thebrakingforceofmosthybridvehiclesisprovidedbybothth
