液壓混合動力汽車能量再生系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、液壓混合動力汽車（Hydraulic Hybrid Vehicle）具有能量回收、實現(xiàn)節(jié)能減排與環(huán)境保護等技術(shù)優(yōu)勢，是近年來科技界討論的熱點話題和關(guān)注焦點。在已有的液壓混合動力汽車能量再生系統(tǒng)中，選用定量式二次元件（泵/馬達）作為能量轉(zhuǎn)換裝置，具有控制方法簡單，易于實現(xiàn)能量回收與釋放等特點，但仍存在一些技術(shù)上不足。在汽車制動階段，由于二次元件斜盤傾角為定值，不能根據(jù)汽車實際工況實時調(diào)整斜盤傾角實現(xiàn)對二次元件的主動控制，導(dǎo)致制動過程中制動

2、減速度穩(wěn)定性差，降低了乘車的舒適性；在汽車起步或加速階段，由于二次元件斜盤傾角為定值，所以二次元件的輸出轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩不能隨外負載適時調(diào)節(jié)，與發(fā)動機輸出動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，作者在對大量中外相關(guān)技術(shù)文獻研究分析的基礎(chǔ)上，主要進行了以下研究工作。
　　1.在對車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)來調(diào)

3、節(jié)二次元件斜盤傾角的原理與方法，實現(xiàn)對二次元件的主動控制。
　　2.在對混合動力汽車工作模式分析的基礎(chǔ)上，建立了制動過程、起步或加速過程數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB軟件對制動過程中特定時間內(nèi)蓄能器能量回收、二次元件轉(zhuǎn)速變化情況進行了仿真分析；對于車輛起步或加速過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)與線性二次型最優(yōu)(LQR)控制理論，使其與車輛主軸轉(zhuǎn)速相匹配，并對兩種控制方法進行了分析比較。
　　3.AM

4、ESim軟件具有建模過程可視化、仿真結(jié)果多樣化等特點，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AMESim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；對能量釋放過程二次元件轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進行了仿真，通過合理選取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，通過合理選擇系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)、并對系統(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?、仿真結(jié)果多樣化等特點。有鑒于此，本文用兩種方法對控制系統(tǒng)進行了嘗試研究，AMESim軟件仿真獲得更加直觀與多樣化的仿真結(jié)果，反映的問題更加全面深入。
　　本文針對車輛能量再生系統(tǒng)變量式二次元件斜盤傾角的合理控制，對車輛制動過程進行MATLAB和AMESim仿真分析；對起步或加速過程二次元件的轉(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，分別進行了數(shù)學(xué)