混合动力汽车分离离合器液压控制系统滑模控制策略研究

【摘要】：随着全球汽车工业的不断进步,全球汽车的产量和保有量也在与日俱增,随之而来的能源及环境问题也日益严峻,为应对能源与环境的双重挑战,当前世界各大汽车公司及科研机构纷纷将新能源汽车列为重点研发对象。目前,混合动力汽车以其自身能耗低、排放小,续航里程长等一系列优点,能够有效的兼顾节能和环保两方面的因素,成为当今世界汽车发展的新趋势。本文以单轴并联式混合动力汽车为研究对象,对其结构和分离离合器液压系统的结构特点以及工作原理进行分析,在此基础上建立分离离合器液压控制系统及执行机构的数学模型,通过理论分析,采用滑模控制实现对分离离合器液压系统油压的控制,并根据分离离合器液压系统数学模型设计出相应的滑模控制器,且对其进行Lyapunov稳定性分析,进而实现对分离离合器油压的快速、稳定、精确控制。最后,本文在MATLAB/Simulink环境中搭建系统的仿真模型,在混合动力汽车典型工作模式切换下作仿真分析,同时,分别与PID控制及模糊控制仿真结果进行对比分析,以验证对分离离合器油压基于滑模控制的控制性能。仿真结果表明采用滑模控制器对分离离合器液压控制系统的控制具有收敛速度快、适应能力强、控制精度高等特性,能有效提高系统的鲁棒性,实现对分离离合器液压系统良好的控制效果。 【关键词】：混合动力汽车 分离离合器 滑模控制 液压系统 MATLAB/Simulink
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7;U463.211
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 课题研究的背景及意义15
• 1.2 混合动力汽车发展状况15-16
• 1.3 湿式离合器液压控制系统国内外研究现状16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-19
• 第二章 单轴并联式混合动力汽车及分离离合器液压控制系统分析19-28
• 2.1 单轴并联式混合动力汽车结构及工作模式介绍19-23
• 2.1.1 混合动力汽车分类19-21
• 2.1.2 单轴并联式混合动力汽车结构21
• 2.1.3 单轴并联式混合动力汽车工作模式介绍21-23
• 2.2 分离离合器液压系统结构及工作原理23-27
• 2.2.1 分离离合器液压系统结构24-26
• 2.2.2 分离离合器液压控制系统工作原理26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 分离离合器液压系统建模28-40
• 3.1 分离离合器液压系统数学模型28-35
• 3.1.1 分离离合器建模的前提假设28-29
• 3.1.2 分离离合器液压缸建模29-31
• 3.1.3 两位三通比例阀建模31-34
• 3.1.4 分离离合器液压系统的传递函数34-35
• 3.2 分离离合器液压系统模型验证35-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 分离离合器液压控制系统滑模控制策略40-52
• 4.1 滑模控制理论40-45
• 4.1.1 滑模控制的基本原理40-43
• 4.1.2 滑模控制的基本设计步骤43-45
• 4.2 滑模控制中的抖振问题及消弱方法45-47
• 4.2.1 抖振问题分析46
• 4.2.2 抖振消弱方法46-47
• 4.3 分离离合器液压控制系统滑模控制器设计47-49
• 4.3.1 滑模面设计47-48
• 4.3.2 滑模控制律的设计48-49
• 4.4 分离离合器液压控制系统稳定性分析49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 分离离合器液压控制系统仿真分析52-67
• 5.1 模式切换过程中分离离合器液压滑模控制仿真与分析52-56
• 5.1.1 纯电动机驱动到纯发动机驱动切换过程油压分析52-54
• 5.1.2 模式切换过程中分离离合器液压滑模控制仿真54-55
• 5.1.3 模式切换过程中改变分离离合器参数液压滑模控制仿真55-56
• 5.2 模式切换过程中分离离合器液压滑模控制与PID控制仿真对比分析56-60
• 5.3 模式切换过程中分离离合器液压滑模控制与模糊控制仿真对比分析60-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 硕士学位期间发表的论文73

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