混聯(lián)式混合動(dòng)力客車能量回饋制動(dòng)系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、能量回饋制動(dòng)技術(shù)是混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，該制動(dòng)技術(shù)可在汽車滑行或制動(dòng)時(shí)進(jìn)行制動(dòng)能量回收，有助于提高車輛的能量利用率。能量回饋制動(dòng)的引入增加了混合動(dòng)力汽車控制的靈活性和多樣性，其控制內(nèi)容目前主要集中在兩個(gè)方面：制動(dòng)力分配控制和最大能量回饋的獲得。隨著汽車智能化技術(shù)的發(fā)展，未來汽車技術(shù)不僅要求使得汽車的操縱越來越簡單，經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性越來越高，而且要求動(dòng)力性、行駛安全性和乘坐舒適性越來越好。因此，研究適合混合動(dòng)力客車能量回饋制動(dòng)系統(tǒng)的智

2、能化技術(shù)，不僅滿足經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的要求，而且可以獲得良好的乘坐舒適性，符合現(xiàn)代整車智能控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。
　　 本文從車輛動(dòng)力學(xué)理論角度出發(fā)，以開發(fā)能量回饋制動(dòng)系統(tǒng)的智能化技術(shù)為目標(biāo)，根據(jù)能量回饋制動(dòng)系統(tǒng)控制問題本質(zhì)，系統(tǒng)研究了能量回饋制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)、考慮參數(shù)不確定性的直接自適應(yīng)模糊控制技術(shù)和考慮未建模動(dòng)態(tài)的間接自適應(yīng)模糊控制技術(shù)，進(jìn)行了能量回饋制動(dòng)控制技術(shù)的理論建模、系統(tǒng)仿真、試驗(yàn)?zāi)M和實(shí)車試驗(yàn)。
　　 能量

3、回饋制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力矩補(bǔ)償技術(shù)是改善整車乘坐舒適性的措施之一?？紤]到在客車的制動(dòng)過程中，摩擦制動(dòng)的制動(dòng)效能系數(shù)受制動(dòng)器摩擦副材料磨損、濕度、溫度的影響發(fā)生變化，基于模型參考自適應(yīng)控制理論，用李雅普諾夫法設(shè)計(jì)參數(shù)的自適應(yīng)律，提出一個(gè)非線性制動(dòng)控制律，用于補(bǔ)償氣動(dòng)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能系數(shù)變化引起的制動(dòng)效能衰退。
　　 城市行駛工況中，城市客車車重變化和路面不確定性等因素使得傳統(tǒng)的時(shí)不變、線性、確定性控制對象的控制理論不能解決能量回饋制動(dòng)系

4、統(tǒng)的魯棒性控制問題。本文使用了一個(gè)自適應(yīng)模糊推理系統(tǒng)，用作處理參數(shù)不確定性和外部干擾對縱向制動(dòng)控制的影響。設(shè)計(jì)的模糊自適應(yīng)律，對參數(shù)的不確定性和外部干擾的持續(xù)變化有著較好的適應(yīng)能力?；诘葍r(jià)控制和監(jiān)督控制相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了縱向動(dòng)力學(xué)控制器，使整車在能量回饋制動(dòng)優(yōu)先控制的作用下，通過跟蹤一條理想的運(yùn)動(dòng)軌線實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。提出了一個(gè)在零切換控制策略下驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)合控制。進(jìn)行了基于該控制策略的混合動(dòng)力客車縱向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的建模與仿真，驗(yàn)證

5、了控制器的有效性。
　　 考慮了模型參數(shù)的不確定性和被控對象的未建模動(dòng)態(tài)，采用模糊系統(tǒng)逼近被控對象的未建模動(dòng)態(tài)，并設(shè)計(jì)自適應(yīng)律調(diào)節(jié)模糊辨識參數(shù)，然后基于間接自適應(yīng)控制理論得出一個(gè)自適應(yīng)控制器，使整車在制動(dòng)時(shí)跟蹤一條理想的運(yùn)動(dòng)軌線。仿真結(jié)果表明，模糊自適應(yīng)律對未建模動(dòng)態(tài)有良好估計(jì)，而且當(dāng)存在作動(dòng)器延時(shí)、整車質(zhì)量發(fā)生變化和能量回饋制動(dòng)力的突然加載時(shí)，設(shè)計(jì)的控制器仍能把對參考軌線的跟蹤誤差控制在極小的范圍之內(nèi)。
　　 文章最后

6、介紹了SWB6116HEV混合動(dòng)力城市客車的整車CAN網(wǎng)絡(luò)，使用了MATLAB/Simulink/RTW的代碼自動(dòng)生成功能，并基于MC9S12DP512微處理器設(shè)計(jì)了控制器用于基于PT-Labcar的processor-in-the-loop試驗(yàn)、制動(dòng)力矩模糊調(diào)整的實(shí)車試驗(yàn)和制動(dòng)力矩模糊自適應(yīng)控制的實(shí)車試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，利用MATLAB/Simulink/RTW把復(fù)雜算法轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的C代碼的方法是有效的，且設(shè)計(jì)的控制策略能達(dá)到控制目