增程式電動車發(fā)動機轉(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)計研發(fā)中的一項重要設(shè)計指標(biāo)。傳統(tǒng)燃油汽車只有發(fā)動機一個動力源,在不同路況下發(fā)動機的工作點在不斷變化,由于發(fā)動機固有特性當(dāng)發(fā)動機工作在低速、小負(fù)荷工況時,發(fā)動機的工作效率較低且污染物的排放量較大。鑒于傳動燃油汽車的局限性,本文以增程式混合動力車為背景,進行發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制問題的分析與研究。
　　增程式混合動力車提出了以下兩種工作模式的概念。一是純電動模式,

2、在此模式下發(fā)動機是關(guān)閉的,僅由電池發(fā)電提供給電動機電能,最終驅(qū)動車輛,達到了“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高速駕駛以及對汽車長續(xù)航能力的需求。這時啟動發(fā)動機,發(fā)動機與發(fā)電機形成一個子系統(tǒng)為驅(qū)動電機提供電能以獲得牽引車輛的扭矩,同時也可以將多余的電能儲存在蓄電池中。增程式混合動力車的動力性和續(xù)航性完全可以滿足繁華市區(qū)人們?nèi)粘３鲂械男枨?。這種結(jié)構(gòu)下的發(fā)動機可以通過能量優(yōu)化策略來決定發(fā)動機的工作點,從而保

3、證發(fā)動機可以一直維持在最佳工作點附近以提高發(fā)動機工作效率達到了節(jié)能減排的目的。
　　為了準(zhǔn)確的設(shè)計發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制方法,本文首先在了解發(fā)動機工作原理的基礎(chǔ)上建立了基于轉(zhuǎn)速控制的發(fā)動機數(shù)學(xué)模型,繼而在Matlab/simulink環(huán)境下搭建了仿真模型。為了驗證模型的準(zhǔn)確性,本文以enDYNA中的一個四缸四沖程火花點火發(fā)動機模型為基準(zhǔn)進行模型參數(shù)擬合與模型驗證。enDYNA是一個高精度汽車發(fā)動機實時仿真軟件,這個軟件也是基于Matla

4、b/simulink平臺,enDYNA適用于內(nèi)燃機控制算法的開發(fā)及在線的故障診斷,世界各大汽車制造廠商都用它來進行汽車電控系統(tǒng)的研發(fā),在汽車界有很強的認(rèn)可度與可靠性。
　　在完成建模的基礎(chǔ)上,先進行了模糊PID控制器的設(shè)計,并對仿真結(jié)果進行了分析與對比。當(dāng)時由于模糊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)時間增長。為了達到更好的控制效果,鑒于本模型的特性,本文著重設(shè)計模型預(yù)測控制器來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制,在