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电动汽车再生制动过程的稳定性机理及其综合控制研究
  • 项目名称:电动汽车再生制动过程的稳定性机理及其综合控制研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:51075010
  • 申请代码:E050303
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:冯能莲
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:北京工业大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

基于μ分析与综合理论,通过理论分析、建模仿真及试验验证等方法,研究电动汽车再生制动稳定性以及再生制动系统与ABS的综合控制策略,优化总体性能。首先,分析再生制动系统与ABS的理想控制特性与能量回收、制动稳定性之间的相互关系和协调机理,建立系统模型,并将被控对象模型用不确定性系统描述,确定结构参数的变动界,将系统的稳定问题转化为系统的鲁棒问题求解;其次,构建μ综合设计框架,选择权函数,并以结构奇异值为目标函数进行μ综合及优化,在满足系统最大化回收能量与良好稳定性的同时,又能抑制模型参数摄动及外界干扰,保证系统具有良好的动态性能、稳定鲁棒性和性能鲁棒性;最后,建立控制系统的快速控制原型和控制器硬件在环仿真系统,进行台架和实车试验,更加全面地测试控制效果。通过上述研究,可优化控制系统的信息流,协调匹配各控制单元的最优特性,从而为再生制动综合控制策略研究、综合性能设计和实时综合控制提供理论依据。

结论摘要:

电动汽车再生制动过程的研究对于保障车辆稳定性和延长车辆续驶里程具有重要意义。基于μ分析与综合理论、协同控制方法和先进系统控制原理,通过理论分析、建模仿真及试验验证等方法,研究了汽车再生制动系统的综合控制策略,提升了电机能量回收效率、电池使用寿命和车辆综合稳定性,达到了优化总体性能的目的。具体研究内容包括(1) 电动车辆转向再生制动稳定性控制建模与仿真研究。 由协同控制器根据车辆的运动状态信息,改善和提高转向工况下电液联合制动过程基于底盘和悬架的制动稳定性和操纵稳定性;同时针对再生制动过程中的防抱死系统,采用基于电机ABS的滑模控制算法和电液联合制动力矩分配优化算法,保证基于轮胎的车身稳定性。(2) 电动车辆转向制动的μ综合分析。针对影响车辆制动性能的不确定因素,采用μ综合分析的控制算法,设计了鲁棒控制器,使得车辆系统具有良好的操纵稳定性和鲁棒性,同时对外界干扰具有较好的抑制性。(3) 基于模型预测控制的再生制动能量回收及稳定性控制研究。针对汽车在制动能量回收过程,基于非线性模型预测控制的直接多重打靶法,通过控制再生制动力矩,实现安全制动的前提下的能量回收最大化。(4) 电动汽车再生制动系统试验台架搭建及试验验证。针对电动汽车的再生制动工况,搭建了电动汽车电液联合再生制动试验台架,并在此基础上初步完成复合能源系统的硬件架构,给出一种功率分配比控制策略,并通过硬件在环实验,验证了超级电容“削峰填谷”的功能,改善了电动车辆的车载能源性能。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 17
  • 7
  • 7
  • 0
  • 0
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