電動汽車再生制動過程的穩定性機理及其綜合控制研究

《電動汽車再生制動過程的穩定性機理及其綜合控制研究》是依託北京工業大學，由馮能蓮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電動汽車再生制動過程的穩定性機理及其綜合控制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馮能蓮
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

基於μ分析與綜合理論，通過理論分析、建模仿真及試驗驗證等方法，研究電動汽車再生制動穩定性以及再生制動系統與ABS的綜合控制策略，最佳化總體性能。首先，分析再生制動系統與ABS的理想控制特性與能量回收、制動穩定性之間的相互關係和協調機理，建立系統模型，並將被控對象模型用不確定性系統描述，確定結構參數的變動界，將系統的穩定問題轉化為系統的魯棒問題求解；其次，構建μ綜合設計框架，選擇權函式，並以結構奇異值為目標函式進行μ綜合及最佳化，在滿足系統最大化回收能量與良好穩定性的同時，又能抑制模型參數攝動及外界干擾，保證系統具有良好的動態性能、穩定魯棒性和性能魯棒性；最後，建立控制系統的快速控制原型和控制器硬體在環仿真系統，進行台架和實車試驗，更加全面地測試控制效果。通過上述研究，可最佳化控制系統的信息流，協調匹配各控制單元的最優特性，從而為再生制動綜合控制策略研究、綜合性能設計和實時綜合控制提供理論依據。

結題摘要

電動汽車再生制動過程的研究對於保障車輛穩定性和延長車輛續駛里程具有重要意義。基於μ分析與綜合理論、協同控制方法和先進系統控制原理，通過理論分析、建模仿真及試驗驗證等方法，研究了汽車再生制動系統的綜合控制策略，提升了電機能量回收效率、電池使用壽命和車輛綜合穩定性，達到了最佳化總體性能的目的。具體研究內容包括： （1） 電動車輛轉向再生制動穩定性控制建模與仿真研究。 由協同控制器根據車輛的運動狀態信息，改善和提高轉向工況下電液聯合制動過程基於底盤和懸架的制動穩定性和操縱穩定性；同時針對再生制動過程中的防抱死系統，採用基於電機ABS的滑模控制算法和電液聯合制動力矩分配最佳化算法，保證基於輪胎的車身穩定性。 （2） 電動車輛轉向制動的μ綜合分析。針對影響車輛制動性能的不確定因素，採用μ綜合分析的控制算法，設計了魯棒控制器，使得車輛系統具有良好的操縱穩定性和魯棒性，同時對外界干擾具有較好的抑制性。 （3） 基於模型預測控制的再生制動能量回收及穩定性控制研究。針對汽車在制動能量回收過程，基於非線性模型預測控制的直接多重打靶法，通過控制再生制動力矩，實現安全制動的前提下的能量回收最大化。 （4） 電動汽車再生制動系統試驗台架搭建及試驗驗證。針對電動汽車的再生制動工況，搭建了電動汽車電液聯合再生制動試驗台架，並在此基礎上初步完成複合能源系統的硬體架構，給出一種功率分配比控制策略，並通過硬體在環實驗，驗證了超級電容“削峰填谷”的功能，改善了電動車輛的車載能源性能。