基于机电复合传动系统的发动机控制策略研究

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1、基于机电复合传动系统的发动机控制策略研究底翔2015年12月中图分类号：TK421UDC分类号：621基于机电复合传动系统的发动机控制策略研究作者姓名底翔学院名称机械与车辆学院指导教师黄英教授答辩委员会主席张红光教授申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月ResearchonDieselEngineControlMethodbasedonElectro-mechanicalTransmissionSystemCandidateName：XiangDiSchoolorDepartment:SchoolofMechani

2、calEnginneringFacultyMentor:Prof.YingHuangChair,ThesisCommittee：Prof.HongguangZhangDegreeApplied:MasterofScienceMajor：PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Dec.,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的

3、地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在

4、解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要在民用领域，混合动力汽车兼具纯电动汽车和传统燃油汽车的优点，已经引起了人们的广泛关注。在军用领域，全电化代表了未来战斗车辆的发展方向，而电传动是全电战斗车辆的重要组成部分。机电复合传动是军用车辆电传动的一种基本形式，它在结构上类似于民用的功率分流混合动力系统。本文以机电复合传动系统和增压柴油机为研究对象，针对该机电复合传动系统的特性，研究基于该系统的发动机控制策略。首先，介绍了机电复合传动系统的构成，和不同模式的定义，根据简单行星排的转速、转矩关系，结合本文所研究的机电复合传动系的四行星排结构，分

5、别推导出了在EVT1_L模式、EVT1_H模式、EVT2模式下，输入轴、输出轴与电机A、电机B的转速、转矩关系，并对机电复合传动系统的功率特性进行了分析，尤其对EVT1_L模式、EVT1_H模式、EVT2模式下的功率流的特点进行了分析。其次，本文建立了机电复合传动车辆的仿真模型，其中，为了研究发动机的控制策略，建立了发动机的平均值模型和发动机的控制器模型。并利用Matlab/Simulink模型库建立了机械传动系统和电力传动系统的仿真模型，还介绍了驾驶员模型和环境模型的建模思路。并且还对机电复合传动系统基础控制算法进行了研究，包括发动机启动控制、模式切换控制、基于规则的功

6、率分配和动态过程协调控制等基础的控制算法。然后，针对本文能量管理的目标，即满足机电复合传动系统车辆的供电性能、驱动性能、燃油经济性，并且解决在大功率用电工况下的电功率平衡问题，提出了多目标（供电能力、驱动能力、燃油经济性等）需求的功率流分配优化的策略和电功率平衡策略，来共同组成本文的能量管理策略。并在离线仿真平台设计了大功率的用电工况，从而对电功率平衡策略进行了离线仿真分析。最后，基于以上研究，本文提出了3种基于机电复合传动系统的发动机控制策略，即“转矩控制+转速调节”、“负载前馈的转速控制+转矩调节”、“模糊PID负载前馈的转速控制+转矩调节”策略，通过仿真分析，得到“

7、转矩控制+转速调节”的控制策略具有很好的控制效果，并通过台架试验对该策略进行了验证。关键词：混合动力车辆；机电复合传动；增压柴油机；功率分流；多目标优化；电功率平衡；发动机控制；模糊PIDI北京理工大学硕士学位论文AbstractHybridelectricvehicles(HEVs),whichcombinetheadvantagesofelectricvehiclesandconventionalvehicles,haveraisedwidepublicconcerninthecivilareas.Inthemilitar