基于全局优化算法的增程式电动汽车模糊控制策略

针对传统模糊控制中规则库制定单一、动力系统与控制策略参数协调性不高等问题,提出一种基于全局优化算法的增程式电动汽车模糊控制策略.根据增程器最优效率曲线,分析并提取动态规划算法在不同需求及动力部件状态下的多能源分配规则,并结合传统工程经验作为模糊控制规则库制定依据;以燃油经济性为优化目标,利用粒子群算法优化整车动力部件与隶属度参数,获取具有全局优化性的EREV能量分配.最后,在MATLAB/Simulink中建立整车模糊控制策略模型,嵌入到ADVISOR中仿真并进行硬件在环测试.结果表明:所提出的控制策略适用于多种工况,与原车功率跟随控制策略相比,能控制动力电池SOC在合理范围内,同时提高整车燃油经济性.     

结合VR技术的汽车制动方向稳定性探讨

在受到侧向力的情况下,进行了整车制动过程的建模和仿真。仿真结果表明:ABS系统以滑移率为控制对象,可提高汽车制动时的方向稳定性,对整车制动的安全性有重要作用。通过VR技术可使仿真结果直观的表现。     

金属带式无级变速传动的动力学计算

本文通过建立汽车无级变速传动夹紧力、速比控制及整车动态模型 ,模拟计算了汽车在起步加速时的动态调节过程 ,为研究无级变速传动控制规律和进行电控系统的设计提供了理论依据。     

金属带式无级变速器控制策略的实现

金属带式无级变速器控制的关键是速比的控制 ,本文简述了 CVT速比的控制原则和机械实现方法 ,重点讨论和分析 CVT控制策略硬件及软件的实现。     

考虑制动间隙的电子机械制动系统三阶闭环PID控制策略

考虑制动间隙,分析电子机械制动(electro-mechanical brake, EMB)系统的控制策略,研究EMB系统从制动开始到制动结束的控制方法,建立包含制动间隙控制在内的EMB执行器比例积分微分(proportional integral differential, PID)控制策略,在Matlab/Simulink中进行仿真,改变EMB控制系统输入端的目标夹紧力,观察有无制动间隙时EMB系统夹紧力和电机转速的变化。仿真结果表明:该控制策略能提高EMB的响应速度和控制精度,尽快消除制动间隙,满足预期要求。     

金属带式无级变速器控制策略的研究

金属带式无级变速器CVT控制的关键是速比的控制,本文在对发动机万有特性进行分析的基础上,探讨了在不同工况下CVT速比的控制策略,并对装有CVT和机械式变速器的汽车动力学仿真计算的结果进行了对比分析。     

基于动态规划算法的增程式电动汽车能量管理策略优化

提出了一种动态规划改进算法, 根据约束条件确定未来可达状态序列, 通过计算离散状态点间的转移代价, 在保证求解精度的同时, 降低了离线优化计算量; 利用改进动态规划算法设计了增程式电动汽车能量管理策略, 根据能量管理优化问题特点, 建立了动力系统模型和适用于全局优化求解的系统状态方程, 并确定了以动力电池荷电状态为系统状态量和增程器发电功率为系统控制量; 在迭代计算过程中, 将发动机燃油费用和动力电池电能费用之和作为目标函数, 构建了基于北京主干道不同行驶里程仿真工况, 得到了驱动电机需求功率最优分配结果; 提取了增程器启停状态与动力电池荷电状态和驱动电机需求功率二者之间的控制规则, 利用最小二乘法对增程器功率分流比与驱动电机需求功率的分布规律进行拟合, 建立了基于优化规则的能量管理策略。仿真结果表明: 对于行驶里程为100km的仿真工况, 动态规划改进算法计算时间为7 239s, 与经典动态规划算法相比计算效率提高了78.2%;基于优化规则的能量管理策略能够获得类似动态规划改进算法的控制效果, 2种控制策略的动力电池荷电状态误差小于2.5%;相比实车电能消耗-电能维持型控制策略, 基于优化规则的控制策略能够使整车经济性提高5.4%, 使燃油经济性提高7.9%。      

无级变速器

CVT(Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术,采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力.由于CVT可以实现传动比的连续改变,从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配,提高整车的燃油经济性和动力性,改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性,所以它是理想的汽车传动装置.     

汽车ESP系统控制策略及其仿真

为了寻求易于实现的控制策略,对ESP系统进行了仿真研究。基于轮胎魔术公式在Simulink中建立了7自由度的整车模型。从ESP的控制机理入手,以极限环理论作为ESP控制判据,使用带参数优化的PID方法实施横摆角速度和侧偏角的控制。在Simulink环境下分别建立了输入、输出、判据、控制、整车5个模块,在此基础上构建了ESP系统模型。ISO双移线仿真试验验证表明,带参数优化的PID控制策略可行,所建ESP系统控制效果明显。     

混行环境下网联信号交叉口车路协同控制方法

为了提高网联信号交叉口车路协同控制对真实交通环境的适应性,以智能网联汽车与网联人工驾驶汽车混行的典型交通应用场景为研究对象,通过构建八相位网联信号交叉口,研究了混行环境下的交通信号和网联车辆轨迹车路协同优化控制方法;在对场景中的网联车辆运动学特性和跟驰行为进行建模的基础上,构建了一种混行车辆编队方法;基于混行车队模型、安全约束与燃油消耗模型,建立了基于滚动优化的交通信号-车辆轨迹协同优化控制方法;基于异步分层优化思路,将该协同控制问题分解为上层交通信号优化与下层车辆轨迹优化两方面,以交叉口车辆行驶延误时间和燃油消耗量为优化目标,利用遗传算法和“三段式”轨迹优化法分别对交通信号优化问题与车辆轨迹优化问题进行求解;对不同稳态车速与智能网联汽车渗透率下构建的混行交通流的稳定性进行了验证,并通过仿真测试分析了所提出的协同优化控制方法的控制效能与关键参数对控制效能的影响。分析结果表明:在不同交通流量与智能网联汽车渗透率下,提出的控制方法均可有效提升交叉口通行效率与燃油经济性;在完全渗透环境下,较固定配时交通信号控制方法最高可分别提升57.3%和13.3%;随着智能网联汽车渗透率的增加,其控制效能不断提高,较无渗透条件最高可分别提升42.0%和14.2%;即使智能网联汽车渗透率仅达到20%,较无渗透条件也可以在交通效率方面实现20.4%的显著改善;较长的交通信号周期与较短的网联人工驾驶汽车驾驶人反应时间有助于协同控制效能的提升。      

无级变速汽车液力变矩器工作策略

为了提高无级变速汽车液力变矩器工作的燃料经济性,确定了液力变矩器锁止、解锁的合理条件。为了提高液力变矩器解锁时的工作效率,利用无级变速器速比调节功能,设计了PID控制器,使得发动机-液力变矩器始终工作在最佳经济区域。为了减少液力变矩器锁止时的冲击,以允许冲击度范围内滑磨功最小与发动机稳定运转2个原则,提出了锁止离合器接合的控制策略,设计了以冲击度和发动机转速差为输入量的模糊控制器。两种不同锁止情况试验结果表明:急加速(1.92 s)比缓加速(1.38 s)延长了接合时间,因此,利用控制策略能够保证锁止离合器接合平稳和发动机的稳定运转。     

水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略

为了解决传统温度控制策略在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电堆实际操作过程中存在的强耦合性,避免在电堆电流大幅加载时电堆内部出现短时高温,提出了一种基于电堆空气入口压力变化的改进温度控制策略.该策略以冷却水入口压力为调节目标,通过调节冷却水泵的转速控制冷却水流速,调节散热器风扇转速控制电堆冷却水入口温度.考虑电堆极板耐压的条件下,在自主搭建的多功能PEMFC测试平台上对传统控制策略与改进控制策略做了实验对比.结果表明,改进温度控制策略使冷却水入口温度最大超调量减小34.7%,冷却水出入口最大温度偏差减小17.8%,实现了较高的控制精度;电流从120 A降低到90 A时,调整时间最少缩短100 s,提高了系统的响应速度,满足燃料电池发电系统对温度控制的需求.      

滑差频率对磁浮车辆运行性能的影响

采用二维电磁场理论对直线电机气隙磁场的纵向分量和垂向分量进行求解, 得到了电机牵引力和法向力的解析表达式, 利用直线电机试验台对解析计算方法进行检验, 对比6~18 Hz恒滑差频率下牵引力和法向力随速度的变化; 建立了三悬浮架单节磁浮车辆动力学模型, 仿真对比了车体和悬浮架分别在1、3、5、8 kN冲击力下的振动响应; 计算了单节中低速磁浮车辆牵引特性, 分析了不同滑差频率对车辆牵引性能的影响; 综合考虑电机法向力对悬浮系统的影响和车辆的牵引需求, 提出了变滑差频率控制策略。研究结果表明: 电机牵引特性一般包括恒力区和恒功区, 恒力区初级电流最大值为390 A, 恒功区电压最大值为212 V, 恒力区牵引力变化较小, 恒功区牵引力衰减较快; 滑差频率越小, 电机起动牵引力和法向力越大, 恒力区越短, 反之亦然; 法向冲击力小于8 kN时车辆平稳性指标等级均达到优秀, 但为了减小悬浮系统的负担, 电机法向力应越小越好; 较低的滑差频率使车辆低速段牵引性能更强, 但采用较高的滑差频率有利于提高全速度范围的牵引性能; 在变滑差频率控制策略中起动滑差频率的选择综合考虑车辆的牵引性能和悬浮能力, 速度达到恒功转折点后滑差频率逐渐增大, 该策略使电机恒力区牵引力适中, 恒功区牵引力始终为电机所能发挥的最大值。      

车联网环境下信号交叉口车速控制策略

为了减轻城市道路上信号交叉口对交通流的阻断,针对车联网环境下个体车辆可 以与路侧设施及交叉口中心控制系统实时信息交互的特征,提出了信号交叉口车速控制策 略,在提高交叉口通行效率的基础上兼顾驾驶舒适性与环境友好性.为验证车速控制模型的有 效性,基于多智能体技术建立了车联网环境下信号交叉口车速控制仿真系统,以典型十字交 叉口为例,模拟对比分析了传统驾驶和车联网2 种环境下车辆通过交叉口的行程时间、燃料消 耗与污染物排放.结果表明,该速度控制策略下车辆通过交叉口的平均行程时间减少了约 60%,燃料消耗减少了约40%,污染物的排放也有显著减少.     

An Investigation into Regenerative Braking Control Strategy for Hybrid Electric Vehicle

Energy regeneration during braking is an important technique for hybrid electric vehicle （HEV） to improve their fuel economy and extend their driving range. Due to the effect of regenerative braking torque which is added by electric motor, the braking torque distribution between front and rear axles should be changed and the control logic of anti-lock braking system （ABS） ought to be adjusted according to the regenerative braking torque. This paper put forward a braking control strategy for hybrid electric vehicle; the control strategy is implemented with eight DOFs （Degree-of-Freedom） nonlinear vehicle forward simulation model which is built under the environment of Matlab/Simulink. Based on target wheel slip ratio, a fuzzy logic approach was applied to maintain the optimal target slip ratio so that best compromise between hydraulic torque and regenerative torque can be obtained for the vehicle.     

特种CAV优先的集中式匝道合流协同控制方法

为保障无人驾驶环境下特种车辆在典型Y型匝道合流区快速平稳通过,研究了全网联自动驾驶车辆(CAV)集中控制场景中考虑特种车辆优先通行的协同控制方法;通过博弈确定了控制区内合流序列排布,考虑特种CAV任务优先属性与车型特征,分别设计了与加速度关联的特种CAV车道优先属性、与时间关联的车种优先属性和与加速度变化率关联的车型稳...     

无级变速器电液控制系统试验分析及故障检测

为验证无级变速器电液控制模块性能是否达到国家统一标准,以液压控制原理与MATLAB仿真技术相结合对电液控制模块的压力水平、调压曲线、重复精度以及阶跃响应的快速性进行分析,并构建台架及整车试验后开发了一套液压控制模块专用试验系统。同时采用油液光谱分析与免疫算法相结合的方式,通过计算零件油液中金属元素浓度含量指标,对无级变速器零部件早期故障进行定位.试验结果表明电液模块速比、压力跟踪的准确性和快速性及热平衡流量均能满足国标要求,故障零件定位精度可达95.3%.      

公路平曲线超高／反超高对车辆操纵的影响

为得到超高率对车辆方向控制的影响,以“道路-驾驶人-车辆”仿真系统为手段,以超高率／反超高率和行驶速度为试验变量,以小客车为仿真车型,以一条设计速度为30km／h的三级公路为试验对象,进行了三维路面上行车动力学的仿真试验．试验结果表明：①超高会减轻侧向力作用下轮胎的侧偏角,从而减低对方向盘角输入的需求;②超高会减小弯道上的轮胎拖距,并减弱前轮转动对车体的抬升作用,明显降低曲线行驶时的操舵矩,从而使操纵变得容易;③超高也会增加车辆的侧倾摆动（朝曲线内侧）,对于低速车辆,其摆动会更明显;④小半径曲线上的双向路拱或者反超高会增加转向需求,当车速较高时,其方向将难以控制．