液壓混合動(dòng)力汽車(chē)能量再生系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、液壓混合動(dòng)力汽車(chē)（Hydraulic Hybrid Vehicle）具有能量回收、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是近年來(lái)科技界討論的熱點(diǎn)話(huà)題和關(guān)注焦點(diǎn)。在已有的液壓混合動(dòng)力汽車(chē)能量再生系統(tǒng)中，選用定量式二次元件（泵/馬達(dá)）作為能量轉(zhuǎn)換裝置，具有控制方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)能量回收與釋放等特點(diǎn)，但仍存在一些技術(shù)上不足。在汽車(chē)制動(dòng)階段，由于二次元件斜盤(pán)傾角為定值，不能根據(jù)汽車(chē)實(shí)際工況實(shí)時(shí)調(diào)整斜盤(pán)傾角實(shí)現(xiàn)對(duì)二次元件的主動(dòng)控制，導(dǎo)致制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)

2、減速度穩(wěn)定性差，降低了乘車(chē)的舒適性；在汽車(chē)起步或加速階段，由于二次元件斜盤(pán)傾角為定值，所以二次元件的輸出轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩不能隨外負(fù)載適時(shí)調(diào)節(jié)，與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力不能同步切入系統(tǒng)，導(dǎo)致能量再生系統(tǒng)不能獲得最佳效率。鑒于上述情況，作者在對(duì)大量中外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)研究分析的基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行了以下研究工作。
　　1.在對(duì)車(chē)輛液壓能量再生系統(tǒng)總體技術(shù)方案綜合分析的基礎(chǔ)上，選擇并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)方案，提出采用變量式二次元件作為能量回收釋放裝置，用電液伺服系統(tǒng)來(lái)調(diào)

3、節(jié)二次元件斜盤(pán)傾角的原理與方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次元件的主動(dòng)控制。
　　2.在對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)工作模式分析的基礎(chǔ)上，建立了制動(dòng)過(guò)程、起步或加速過(guò)程數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB軟件對(duì)制動(dòng)過(guò)程中特定時(shí)間內(nèi)蓄能器能量回收、二次元件轉(zhuǎn)速變化情況進(jìn)行了仿真分析；對(duì)于車(chē)輛起步或加速過(guò)程的二次元件輸出轉(zhuǎn)速控制，引入比例-積分-微分(PID)調(diào)節(jié)與線(xiàn)性二次型最優(yōu)(LQR)控制理論，使其與車(chē)輛主軸轉(zhuǎn)速相匹配，并對(duì)兩種控制方法進(jìn)行了分析比較。
　　3.AM

4、ESim軟件具有建模過(guò)程可視化、仿真結(jié)果多樣化等特點(diǎn)，本文根據(jù)液壓能量再生系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成，在A(yíng)MESim軟件的草圖模式下，建立了能量再生系統(tǒng)的可視化模型并進(jìn)行仿真，獲得了蓄能器氣體壓力、二次元件轉(zhuǎn)速等變化規(guī)律曲線(xiàn)；對(duì)能量釋放過(guò)程二次元件轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，通過(guò)合理選取PID調(diào)節(jié)參數(shù)可以獲得比較理想的轉(zhuǎn)速控制特性。
　　4.MATLAB是基于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一種傳統(tǒng)仿真軟件，通過(guò)合理選擇系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)、并對(duì)系統(tǒng)模型仿真，可

5、以獲得比較理想的仿真結(jié)果；AMESim基于系統(tǒng)原理圖模型，具有建?？梢暬⒎抡娼Y(jié)果多樣化等特點(diǎn)。有鑒于此，本文用兩種方法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了嘗試研究，AMESim軟件仿真獲得更加直觀(guān)與多樣化的仿真結(jié)果，反映的問(wèn)題更加全面深入。
　　本文針對(duì)車(chē)輛能量再生系統(tǒng)變量式二次元件斜盤(pán)傾角的合理控制，對(duì)車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行MATLAB和AMESim仿真分析；對(duì)起步或加速過(guò)程二次元件的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，引入PID調(diào)節(jié)和LQR調(diào)節(jié)兩種控制理論，分別進(jìn)行了數(shù)學(xué)