靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛節(jié)能與控制特性研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)及交通運(yùn)輸行業(yè)的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。在新型清潔能源技術(shù)尚未取得重大突破之前，采用混合動(dòng)力技術(shù)是緩解能源危機(jī)和環(huán)境惡化的有效途徑。利用液壓泵/馬達(dá)可以工作在四象限的特點(diǎn)，靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)能夠回收系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，將其存儲(chǔ)起來以實(shí)現(xiàn)再次利用；并且靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)儲(chǔ)能元件與主動(dòng)力源的配合使用，便于實(shí)現(xiàn)主動(dòng)力源工作點(diǎn)的優(yōu)化控制。因此，靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)能夠提高系統(tǒng)對(duì)于能源的利用效率，減少由于

2、效率低下造成的環(huán)境污染。利用靜液傳動(dòng)恒壓系統(tǒng)中并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)元件能夠相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行這一特性，將靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用于混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛中。靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性、減少尾氣排放。其車體布局更加靈活合理，環(huán)境適應(yīng)性增強(qiáng)。其控制方式更加靈活，并能加強(qiáng)對(duì)地面附著條件的利用效率，提高車輛操控穩(wěn)定性。本文以靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛的節(jié)能和控制特性為主要內(nèi)容，對(duì)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了全面深入的研究。
　　在查閱大量國(guó)內(nèi)外

3、相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的基礎(chǔ)上，從能量轉(zhuǎn)化、環(huán)保效果和安全穩(wěn)定性等方面，對(duì)現(xiàn)有混合動(dòng)力技術(shù)方案進(jìn)行對(duì)比，分析靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)；綜述了國(guó)內(nèi)外靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力車輛的研究現(xiàn)狀，對(duì)靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力車輛的配置方式進(jìn)行比較，分析不同配置方式的適用性，并選擇輪邊驅(qū)動(dòng)配置形式作為本文的研究方向，總結(jié)其主要的關(guān)鍵技術(shù)并確定本文的研究?jī)?nèi)容。
　　對(duì)靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛的工作原理進(jìn)行分析，提出了新型的靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛模型，并建

4、立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及仿真模型，推導(dǎo)車輛系統(tǒng)模型與模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)模型的參數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　在對(duì)影響靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力車輛節(jié)能效果的主要因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要元件規(guī)格及系統(tǒng)工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配。針對(duì)優(yōu)化匹配中存在的設(shè)計(jì)變量與其約束條件存在復(fù)雜函數(shù)關(guān)系或非函數(shù)關(guān)系的情況，提出基于規(guī)則知識(shí)庫(kù)的自適應(yīng)模擬退火遺傳算法。為驗(yàn)證經(jīng)過優(yōu)化匹配后的車輛在節(jié)能特性、動(dòng)力性能等方面較傳統(tǒng)車輛的改進(jìn)，對(duì)不同優(yōu)化重點(diǎn)

5、的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行仿真研究。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，對(duì)特定工況下的靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力車輛模型進(jìn)行修正。
　　根據(jù)輪邊驅(qū)動(dòng)車輛的特點(diǎn)，制定基于后向模型和準(zhǔn)前向模型的靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛制動(dòng)控制策略；在基于后向模型的策略中主要考慮車輛節(jié)能效果，而在基于準(zhǔn)前向模型的策略中重點(diǎn)關(guān)注駕乘人員的舒適和安全性，其次考慮節(jié)能效果。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)制動(dòng)初始速度和制動(dòng)強(qiáng)度對(duì)能量回收率的影響進(jìn)行分析。
　　分析“恒溫器+功率跟隨”方式的發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理策略的

6、不足，針對(duì)靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力輪邊驅(qū)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系特點(diǎn)，提出基于隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法的發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理策略。該策略能夠合理的調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。仿真研究驗(yàn)證了該策略對(duì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率，減少 NOx和煙塵排放量的效果。
　　根據(jù)實(shí)際車輛控制特點(diǎn)，對(duì)靜液傳動(dòng)混合動(dòng)力車輛驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。針對(duì)混合動(dòng)力車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)大范圍攝動(dòng)等特點(diǎn)，采用模糊預(yù)測(cè)控制器，能夠有效提高轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)的魯棒性。為提高車輛操控