new5 free
حراج!

دانلود پايان نامه طراحی استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی در خودروهای هايبريد برقی

49.000تومان 39.000تومان

توضیحات

مشاهده و دانلود چند صفحه اول :

دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي

دانشكده برق

 

پايان نامه كارشناسي ارشد

 برق- قدرت

 

عنوان:

طراحی استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی

در خودروهای هايبريد برقی

 

استاد راهنما

دكترسيّد محمد تقی بطحايی

نگارش

………………………

 

بهمن1383

 

 

دانلود متن كامل در

download-thesis.com

 

دانلود متن كامل در

download-thesis.com

 

  

 

فهرست مطالب                                                                                                                    صفحه

 

( مقدمه  )

انواع خودروهاي هايبريد. 1

استراتژی های کنترلی در خودروهای هايبريد برقی.. 4

محتوای فصلهای بعدی.. 5

(فصل اوّل) 6

استراتژيهای کنترلی در خودرو های هايبريد برقی.. 6

مقدمه. 7

1-1) استراتژی های کنترلي بر پايه قوانين تجربی.. 8

2-1) استراتژی کنترل مبتنی بر بهينه سازی استاتيکی.. 19

1-2-1) تعريف مسئله. 21

3-1) استراتژی کنترل مبتنی بر کنترل بهينه. 37

1-3-1) فرمول بندی مسئله. 41

2-3-1)بهينه سازی براساس برنامه ريزی پويا 46

3-3-1) نتايج شبيه سازی.. 48

4-3-1)شناسايی الگوی رانشی.. 55

4-1) استراتژی کنترل مبتنی بر مدلسازی ديناميکی.. 62

(فصل دوّم ) 72

استراتژی های کنترل هوشمند. 72

مقدمه. 73

(فصل سوّم) 90

ساختار کنترل سلسله مراتبی در خودرو های هايبريد برقی و مدلسازی آن. 90

مقدمه. 91

1-3) سيستم های ديناميکی هايبريد. 91

مثال(1-3) 94

مثال(2-3) 95

2-3) ساختار سلسله مراتبی خودرو هايبريد برقی.. 96

3-3) مدلسازی ديناميکی سيستم محرکه رانشی خودرو هايبريد برقی.. 102

1-3-3)مدل ديناميکی موتور الکتريکی.. 102

2-3-3)مدل ديناميکی موتور احتراقی.. 104

3-3-3) مدلسازی ديناميکی باتری.. 105

4-3-3) مدل سازی ديناميکی خودرو 105

5-3-3)  محاسبه گشتاور درخواستی.. 106

4-3)سيستم محرکه رانشی خودرو هايبريد سری  و معادلات حاکم بر مدهای عملکردی.. 107

1-4-3) مد الکتريکی.. 107

2-4-3) مد هايبريد. 108

5-3) روابط ديناميکی مربوط به حالتهای عملکردی در خودرو هايبريد برقی موازی.. 108

1-5-3) مد موتور الکتريکی.. 109

2-5-3) مد هايبريد. 110

3-5-3) مد ترمزی.. 110

شکل(9-3) مدهای کنترلی در خودرو هايبريد برقی.. 111

(فصل چهارم) 112

طراحی و شبيه سازی استراتژی کنترل هوشمند سلسله مراتبی برای خودرو هايبريد برقی.. 112

مقدمه. 113

1-4) طراحی استراتژی کنترل نظارتی هوشمند براساس منطق فازی برای خودرو هايبريد موازی.. 113

2-4) طراحی استراتژی کنترل سلسله مراتبی برای خودرو هايبريد سری براساس مدلسازی ديناميکی زير سيستمها 122

3-4) نتايج شبيه سازی.. 128

(فصل پنجم) 130

دست يابی به استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی برای خودرو هايبريد برقی.. 130

نتايج و شبيه سازی.. 130

مقدمه. 131

1-5)پياده سازی استراتژی کنترل سلسله مراتبی برای خودرو هايبريد موازی.. 134

2-5)شرايط گذر بين مدهای کنترلی.. 136

3-5) نتايج شبيه سازی.. 143

نتيجه گيری.. 149

نظرات و پيشنهادات.. 151

مراجع. 152

ضمائم. 158

                                               

فهرست شکلها و جدولها                                                                                                                       صفحه  

شکل (1-1) ساختارسيستم کنترل خودرو هايبريد برقی را نشان می دهد.                                                     9

شکل(2-1) استراتژی تقسيم توان براساس نقشه های بازده موتور احتراقی                                                    14

جدول(1-1) نتايج شبيه سازی استراتژی کنترل                                                                                  16

شکل(3-1) عملکرد موتور احتراقی برحسب متغيرهای مختلف                                                                 17

شکل(4-1) موقعيت کاری مطلوب برای يک موتور احتراقی                                                                     20

شکل(5-1) فرآيند استراتژی کنترل تطبيقی                                                                                      23

شکل(6-1) منحنی بازده انرژی موتور احتراقی                                                                                     25

شکل(7-1) منحنی مصرف سوخت برحسب موتور الکتريکی                                                                    27

شکل(8-1) نمودار تغييرات شارژ باتری برحسب گشتاور موتور الکتريکی                                                      28

شکل(9-1)منحنی مصرف سوخت برحسب تغييرات حالت شارژ باتری                                                        29

شکل(10-1) تاثير فاکتور تنظيم روی حالت شارژ باتری                                                                         31

شکل(11-1) مجموع انرژی محاسبه شده برای يک در خواست گشتاور و سرعت                                            32

شکل(12-1) منحنی آلودگی مربوط به NOx که تابعی از سرعت و گشتاور موتور احتراقی می باشد.                  32

شکل(13-1) منحنی مربوط به مقدار دهی آلودگی                                                                               33

شکل(14-1) نرماليزه کردن مصرف انرژی سوخت و آلودگی هوا                                                               33

شکل(15-1) تابع فشرده کلی و تابع انرژی نرماليزه شده                                                                        35

شکل(16-1) نتايج حاصل از بهينه سازی Baseline                                                                            36

شکل(17-1) نتايج حاصل از بهينه سازی تطبيقی                                                                                36

شکل(18-1) مقايسه نتايج حاصل از دو بهينه سازی زمان واقعی و Baseline                                             37

شکل(19-1) تاثيرl(0) بر DSOC                                                                                               40

شکل(20-1) منحنی بازده موتور الکتريکی                                                                                        43

شکل (21-1) مدل استاتيکی باتری                                                                                                 45

شکل(22-1) منحنی بازده  باتری در حالت شارژ ودشارژ                                                                        45

شکل(23-1) نتايج شبيه سازی با در نظر گرفتن مصرف سوخت                                                              48

جدول(2-1) نتايج شبيه سازی مربوط به مصرف سوخت و آلودگی                                                            49

شکل(24-1)نتايج آلودگی و مصرف سوخت پس از حل مسئله بهينه سازی                                                 50

شکل(25-1) نتايج بهينه سازی با در نظر گرفتن آلودگی و مصرف سوخت                                                  51

نمودار (26-1) مراحل بهينه سازی ديناميکی را نشان می دهد.                                                                52

شکل(27-1) منحنی نسبت تقسيم توان بهينه برحسب توان درخواستی روی سرعت سيستم انتقال                     54

جدول(3-1) مقايسه نتايج حاصل از شبيه سازی برای استراتژی های کنترلی مختلف                                      55

شکل(28-1) ساختار کلی استراتژی کنترل براساس شناسايی الگوی رانشی                                                  56

استفاده می شود.                                                                                                                        57

شکل(29-1) فلوچارت و متغيرهايی که برای تعريف مجازی الگوهای رانشی منتخب بکار می رود.                       57

جدول(4-1) شش الگوی منتخب که براساس فرآيند شناسايی الگوی رانشی بدست آمده است                           58

شکل (30-1) الگوی رانشی با ميانگين توان پايين و تغييراستاندارد بالا                                                      59

شکل (31-1) الگوی رانشی با ميانگين توان بالا و تغييراستاندارد پايين                                                      59

شکل(32-1) ساختار کلی استراتژی کنترل چند حالته                                                                          60

جدول(5-1) نتايج شبيه سازی حاصل از قانون کنترل زير بهينه برای هر الگوی حرکتی منتخب                        60

جدول(6-1) مقايسه نتايج حاصل از کنترل تک حالته و چند حالته وکنترل بهينه                                         61

شکل(33-1) ساختار خودرو هايبريد با کنترل کننده ديناميکی                                                               63

شکل(34-1) نتايج حاصل از شبيه سازی استراتژی کنترل ديناميکی                                                         64

شکل(35-1) نتايج حاصل از شبيه سازی براساس استراتژی کنترل لياپانوف                                                 66

شکل(36-1) ساختار کنترل عصبی تطبيقی                                                                                       67

شکل(37-1) ساختار کنترل کننده مورد نظر برای خودرو هايبريد برقی                                                      69

شکل(1-2) ساختار کنترل کننده فازی                                                                                            75

شکل(2-2) توابع عضويت ورودی و خروجی                                                                                       77

شکل(3-2) منحنی تغييرات مقدار K                                                                                              77

شکل(4-2) سطح فازی استراتژی کنترل                                                                                           78

شکل(5-2)نتايج شبيه سازی برای سيکلهای رانشی مختلف                                                                    78

شکل(6-2) ساختار کنترل کننده فازی                                                                                             79

شکل(7-2) نتايج حاصل از شبيه سازی استراتژی کنترل                                                                        81

شکل(8-2) تغييرات ولتاژ باتری                                                                                                     81

شکل(9-2) ساختار کنترلر فازی بهينه                                                                                             82

شکل(10-2) ساختار استراتژی کنترل فازی                                                                                       84

جدول(1-2) محدوده تغييرات هر يک از ژنها                                                                                      87

جدول (2-2) مقايسه جوابهای بهينه با دوروش گراديان و الگوريتم ژنتيک                                                   88

جدول(3-2) مقايسه نتايج آلودگی های محيط زيستی دو روش الگوريتم ژنتيک و گراديان                               88

شکل (11-2) منحنی های لحظه ای آلودگی CO                                                                               89

شکل(1-3) ساختار يک سيستم پيوسته                                                                                           92

شکل(2-3) ساختار سلسله مراتبی يک سيستم هايبريد                                                                         93

شکل(3-3) ساختار کلّی يک استراتژی سوئيچينگ                                                                              94

شکل(4-3) ساختار ماشين حالت محدود برای سيستم انتقال اتوماتيک                                                       95

شکل(5-3) ساختار کنترل ترموستاتی برای کنترل دما                                                                          96

جدول (1-3) بعضی از حالتهای عملکردی در خودرو هايبريد برقی را نشان می دهد.                                    100

شکل(6-3) ساختار کنترل سلسله مراتبی در خودرو هايبريد برقی                                                           101

شکل(7-3) ساختار الکتريکی و مکانيکی خودرو هايبريد سری                                                               107

شکل(8-3) ساختار مکانيکی و الکتريکی خودرو هايبريد موازی                                                              109

شکل(9-3) مدهای کنترلی در خودرو هايبريد برقی                                                                           111

شکل(1-4) ساختار خودرو هايبريد موازی موجود در نرم افزار Advisor                                                  114

شکل(2-4) کنترل نظارتی سلسله مراتبی خودرو هايبريد برقی                                                              114

شکل(3-4) ساختار کنترل نظارتی که درجعبه ابزار stateflow پياده سازی شده است.                                116

شکل(4-4) استراتژی کنترلی سطح بالا و پياده سازی آن در محيط Simulink                                         117

شکل(5-4) ساختار کلّی استراتژی کنترل فازی                                                                                 118

شکل(6-4) توابع عضويت ورودی مربوط به کنترل کننده فازی را نشان می دهد.                                         119

شکل(7-4) مدلسازی خودرو هايبريد موازی و ساختار کنترل کننده نظارتی                                               120

جدول(1-4) نتايج حاصل از آلودگی و مصرف سوخت با استراتژی کنترل فازی                                           120

شکل(8-4) نتايج حاصل از شبيه سازی استراتژی کنترل فازی                                                               121

جدول(2-4) نتايج آلودگی و شبيه سازی با استراتژی کنترل فازی موجود در Advisor                                122

جدول(3-4) نتايج آلودگی و شبيه سازی با استراتژی Baseline موجود در Advisor                                 122

شکل(9-4) ساختار استراتژی کنترل نظارتی برای خودرو هايبريد سری                                                    123

شکل(10-4) ساختار کلّی استراتژی کنترل فازی برای کاهش تغييرات نقطه کار موتور احتراقی                        125

شکل(11-4) توابع عضويت ورودی برای کنترل کننده فازی                                                                  126

جدول(4-4) مقادير قطعی مربوط به ΔPg                                                                                      127

جدول(5-4) پايگاه قوانين فازی                                                                                                   127

شکل(12-4) نتايج شبيه سازی استراتژی کنترل فازی بر اساس مدلسازی ديناميکی زير سيستم ها Error! Bookmark not defined.

شکل(1-5) نقاط کار بهينه و منحنی بازده موتور احتراقی                                                                     133

شکل(2-5) نقاط کار بهينه و منحنی بازده موتور الکتريکی                                                                   133

شکل(3-5) نقاط کار بهينه و منحنی بازده باتری                                                                               134

شکل(4-5) زير حالت مربوط به مد هايبريد(1)                                                                                137

شکل(5-5) زير حالت مربوط به مد هايبريد(2)                                                                                138

شکل(6-5) زير حالت مربوط به مد هايبريد(2)                                                                                139

شکل(7-5) زير حالت مربوط به مد هايبريد                                                                                     140

شکل(8-5) حالت مربوط به مد شارژ مجدد باتريها                                                                             141

شکل(9-5) مدهای کنترلی در مد رانشی                                                                                        141

شکل(10-5) مدهای کنترلی در مد ترمزی                                                                                      142

شکل(11-5) ساختار کنترل سلسله مراتبی خودرو هايبريد برقی به همراه مدل سازی ديناميکی خودرو هايبريد    143

شکل(12-5) سيکل رانشی CYC_CHSVR                                                                                144

شکل(13-5) گشتاور موتور الکتريکی (Tem) و گشتاور موتور احتراقی (Tice)                                           144

شکل(14-5) منحنی تغييرات نقطه کار موتور احتراقی                                                                        145

شکل(15-5) حالت شارژ باتري ها را نشان می دهد                                                                            146

شکل(16-5) سرعت خودرو پس از دنبال کردن مسير حرکت                                                                146

شکل(17-5) شبيه سازی استراتژی کنترل Baseline                                                                        147

شکل(18-5) سيکل رانشی CYC_ECE                                                                                      147

شکل(19-5)نتايج شبيه سازی روی سيکل CYC_ECE                                                                   148

شکل(20-5) سرعت خودرو را نشان می دهد.                                                                                   148

شکل(1-ض1) ساختار اصلی سيستم های فازی خالص                                                                        161

شکل(2-ض1) ساختار اصلی سيستم فازی TSK                                                                              161

شکل(3-ض1) ساختار اصلی يک سيستم فازی با فازی ساز و غير فازی ساز                                               162

شکل(4-ض1) تابع عضويت μ را برحسب e(t) نشان می دهد.                                                              163

شکل(5-ض1) نمايش گرافيکی غير فازی ساز مرکز ثقل                                                                      165

شکل(6-ض1) نمايش گرافيکی غير فازی ساز ميانگين مراکز                                                                 165

شکل(7-ض1) ساختار سيستم فازی توليد شده توسط ANFIS                                                            168

شکل(8-ض1) مراحل طراحی سيستم فازی با ANFIS                                                                      169

شکل (1-ض2) ساختار يک ماشين حالت محدود در محيط stateflow                                                  172

جدول (1-ض3) مشخصات موتور القايي                                                                                         175

جدول (2-ض3) مشخصات موتور DC                                                                                           176

شکل(3-ض3) منحنی بازده موتور DC                                                                                          176

شکل(4-ض3) منحنی بازده موتور احتراقی                                                                                      177

جدول (3-ض3)مشخصات خودرو                                                                                                 178

جدول (4-ض3)مشخصات خودرو                                                                                                 178


آلودگي شهرهاي بزرگ سالهاست که به يک مسئله حاد تبديل شده است. تحقيقات کارشناسي نشان مي دهد که علّت اصلي آلودگي شهرها، خودروهايي با موتور احتراق داخلي مي باشند. خودروهاي احتراقي معايب فراواني دارند که از آن جمله مي توان به مواردي چون وابستگي به يک نوع انرژي خاص (نفت)، توليدگازهاي گلخانه اي مانند ،توليد گازهاي سمي مانند،و، توليد آلودگي صوتي، راندمان پائين سيستم و در نتيجه اتلاف انرژي اشاره نمود. با توجه به موارد فوق خودروهاي برقي از دهه 1890مطرح شده و تا دهه 1930 پر طرفدار بوده اند. با پيشرفت خودروهاي احتراقي، خودروهاي برقي کم کم به فراموشي سپرده شدند تا اينکه در سال 1960 به بعد مجدداً با توجه به مشکلات خودروهاي احتراقي، محققين به فکر چاره افتادند و تحقيقات مختلفي را در مورد خودروهاي برقي آغاز نموده اند. خودروهاي هايبريد برقي نوع تعميم يافته خودروهاي برقي خالص مي باشند که معايب خودروهاي برقي خالص تا حدودي در آنها برطرف گرديده است. در حقيقت اين خودروها حد واسطي بين خودروهاي متداول با موتور احتراقي و خودروهاي برقي خالص مي باشند.استفاده از موتور الکتريکي با راندمان بالا، امکان بازيابي انرژي و قابليت جابجائي نقطه کار موتور احتراقي به نواحي با راندمان بهينه،کاهش آلودگي و افزايش راندمان کلي اين خودروها را فراهم ساخته است.

انواع خودروهاي هايبريد

به طور کلي يک خودروي هايبريد از يک سيستم ذخيره ساز انرژي، يک واحد توليد قدرت و يک سيستم انتقال تشکيل شده است. موتورهاي احتراق داخلي جرقه زن، موتورهاي تزريق مستقيم احتراقي، توربينهاي گازي و پيل هاي سوختي مي توانند به عنوان واحد توليد قدرت ايفاي نقش کنند که با ترکيب مختلف آنها و استفاده از يک موتور الکتريکي مي توان نيروي محرکه رانشي خودرو را فراهم نمود.

براي واحد ذخيره انرژي مي توان فلاي ويل، خازن ها، باتريها را مد نظر داشت. اما در ميان اين انتخاب ها باتريها بيشترين کاربرد را دارند. سيستم انتقال متشکل از ادوات مکانيکي جعبه دنده، چرخ دنده ها، ديفرانسيل، کلاچ و… مي باشد.

با توجه به ساختار کنترلي و روش اتصال اجزاء به يکديگر خودروهاي هايبريد به سه دسته زير تقسيم مي شوند:

1-خودروهاي هايبريد سري

2-  خودروهاي هايبريد موازي

3-خودروهاي هايبريد ترکيبي(سري-موازي)

در خودروهاي سري موتور الکتريکي محرک اصلي رانشي است. در واقع مجموعه باتريها،موتور الکتريکي با توان نسبتاً بالا را تغذيه مي کنند. در شرايطي که حالت شارژ باتري از کمترين مقدار مجاز کاهش پيدا کند در اين موقع موتور احتراقي شروع بکار کرده و با چرخاندن ژنراتور باعث شارژ شدن باتري ها مي شود.طبيعي است که اين عمل باعث افزايش محدوده رانشي خودرو مي گردد.

در نوع موازي، خودرو علاوه بر محرکه رانشي الکتريکي (موتور الکتريکي) از موتور احتراقي نيز سود مي برد. در اين نوع، موتور الکتريکي در حالتي که خودرو در مد احتراقي تنها کار مي کند در نقش يک ژنراتور باعث شارژ شدن باتريها خواهد شد. بسته به نوع استراتژي کنترلي ممکن است در ابتداي امر،موتور الکتريکي شروع بکار نموده ( در سرعتهاي پائين ) و بعد از آن موتور احتراقي وارد سيستم خواهد شد.( در سرعتهاي بالا) .

خودروي هايبريد ترکيبي در واقع ترکيبي از دو سيستم سري-موازي است. مولفه هاي سيستم رانشي در خودروهاي هايبريد ترکيبي عبارتند از:

1-دو منبع توليد توان،يک موتور احتراقي يا پيل سوختي و… بهمراه يک موتور ترکشن جهت ايجاد نيروي محرکه و بازيابي انرژي.

2-سيستم انتقال متغير پيوسته،CVT[1]

3- يک کلاچ الکترو مغناطيسي براي سيستم انتقال توان

4-يک موتور الکتريکي کوچک براي توليد انرژي الکتريکي(شارژ)و استارت موتور احتراقي

5- باتريها

نحوه ارتباط اجزاء اين سيستم در حالتهاي مختلف حرکتي ،توسط واحد هاي کنترل کننده صورت مي پذيرد. دو نکته اي که مي بايست در مورد خودروهاي برقي هايبريد مورد توجه قرار گيرد يکي مسئله بازيابي انرژي در روند کاهش سرعت و ترمز  توسط موتور الکتريکي مي باشد که مي تواند به نوعي باعث بهبود در مصرف انرژي شود . نکته دوم عدم آلايندگي بخاطر عدم مصرف سوخت در شرايط توقف مي باشد.در اين حالت ، که ناشي از مسئله ترافيک شهري مي باشد خودرو در مد الکتريکي کار مي کند و در نتيجه باعث کاهش آلودگي خواهد شد.

 

 

 

 

 

استراتژی های کنترلی در خودروهای هايبريد برقی

تا کنون استراتژيهای کنترلی مختلفی برای مديريت بهينه انرژی در خودرو های هايبريد برقی ارائه شده است. استراتژيهای کنترلی يا مديريت انرژی برای خودرو های هايبريد برقی اساساً برای برآورده کردن چندين هدف همزمان بکار می روند. نخستين هدف معمولاً مينيمم کردن مصرف سوخت می باشد و همچنين تلاش برای کاهش آلودگی و برآورده کردن قابليت رانشی خودرو از اهداف اصلی می باشد. بدون توجه به ساختار خودرو هايبريد برقی، هدف اصلی استراتژی کنترل، مديريت لحظه ای انتقال توان بين منابع انرژی و دست يابی به اهداف کنترلی اصلی می باشد. يکی از مشخصه های مهم استراتژی کنترل ، اين است که اهداف کنترلی اکثراً بصورت انتگرالی هستند (مصرف سوخت و آلودگی در هر مايل مسير) يا بصورت شبه محلّی در زمان هستند (قابليت رانشی در هر بازه زمانی). در حاليکه عملکرد های کنترلی بصورت محلّی در زمان هستند. علاوه بر اين اهداف کنترلی اغلب تحت قيد های انتگرالی ، نظير نگداشتن حالت شارژ باتريها در محدوده مطلوب ، هستند. طبيعت کلّی همه اهداف و قيدها  نمی تواند منجر به تکنيکهای بهينه سازی کلّی گردد ، زيرا که آينده در يک شرايط حرکت واقعی نامشخص می باشد. برای اين منظور بعضی از روشها وجود دارد که براساس نتايج حاصل از بهينه سازی کلّی  روی يک سيکل از پيش تعيين شده ، استراتژی کنترل را بنا می نهند. ولی اين روشها بطور مستقيم منجر به پياده سازی عملی نمی شوند، زيرا مسئله اصلی با معيار بهينه سازی کلّی اين است که کلّ برنامه رانشی بايد از پيش تعيين شده باشد و در اين حالت استراتژی کنترل زمان واقعی به آسانی پياده سازی نمی شود. برای اين منظور در اين پايان نامه، با توجه به پيچيدگی سيستم محرکه رانشی خودرو هايبريد برقی  به بررسی يک استراتژی کنترل سلسله مراتبی برای خودرو هايبريد برقی پرداخته شده است. برای اين منظور ابتدا مدلسازی ديناميکی زير سيستم ها انجام گرفته ، سپس برای هر يک از زير سيستم ها کنترل کننده محلّی مربوط به خودش طراحی می شود. پس از آن برای دستيابی به اهداف عملکردی، استراتژی سوئيچينگ بين زير سيستمها برای رسيدن به استراتژی کنترل زمان واقعی طراحی می گردد.

محتوای فصلهای بعدی

هدف اصلی اين پايان نامه دست يابی به يک استراتژی کنترل زمان واقعی برای خودرو هايبريد برقی می باشد. برای اين منظور ابتدا در فصل اوّل به شناسايی استراتژيهای کنترلی موجود پرداخته شده است. در فصل دوّم ، به علت اينکه در انجام اين پايان نامه از روشهای هوشمند نيز استفاده شده است، استراتژی های کنترل هوشمند بررسی گرديده است. در فصل سوم ساختار کنترل سلسله مراتبی خودرو هايبريد برقی به عنوان يک سيستم هايبريد با تاکيد بر مدلسازی ديناميکی زير سيستمها، مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل چهارم به طراحی استراتژی کنترل هوشمند سلسله مراتبی برای خودرو هايبريد برقی پرداخته شده است و در فصل پنجم استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی برای خودرو هايبريد برقی و شبيه سازی آن توضيح داده شده است.

 

(فصل اوّل)

 استراتژيهای کنترلی در خودرو های

 هايبريد برقی

 

  

مقدمه

با توجه به پيچيدگی خودرو هايبريد برقی تاکنون روش ها و الگوريتم های کنترلی متفاوتی برای کنترل آن بکار رفته است. در يک دسته بندی کلّی می توان استراتژيهای کنترلی در خودروهای هايبريد برقی را به پنج دسته  تقسيم کرد:

1) استراتژی کنترلی تجربی

اين روش بر پايه نتايج بدست آمده از اطلاعات تجربی و آزمايشگاهی می باشد وبراساس مدلهای استاتيکی سيستم می باشد. در اين روش مدهای عملکردی سيستم خودرو هايبريد قابل شناسايی بوده و می توان به آسانی اين روش را در عمل پياده سازی کرد.

2) استراتژی کنترلی مبتنی بر بهينه سازی استاتيکی

در اين روش از فرض های استاتيکی و شبه استاتيکی برای مدلسازی استفاده شده و با استفاده از نقشه های بازده موتور احتراقی و ساير زير سيستمهای نيرومحرکه رانشی خودرو ، استراتژی کنترل بنا می شود.

3) استراتژی کنترلی مبتنی بر کنترل بهينه

اين روش مبتنی بر طبيعت ديناميکی و شبه استاتيکی زير سيستم ها بوده و بر پايه روش های برنامه ريزی ديناميکی و تئوری کنترل بهينه استوار می باشد.

4) استراتژی کنترل مبتنی بر کنترل ديناميکی

اين روشها بر پايه معادلات حالت سيستم ديناميکی خودرو هايبريد برقی بنا نهاده شده است و از روشهايی چون تئوری لياپانوف ، کنترل تطبيقی و …  برای تحليل پايداری سيستم استفاده می شود.

5 ) استراتژی کنترل مبتنی بر روشهای هوشمند

در اين روش از روشهای هوشمند مانند الگوريتم ژنتيک، کنترل فازی ، شبکه عصبی و… استفاده می شود. استراتژيهای هوشمند در فصل دوّم بصورت کلّی آمده است.

1-1) استراتژی های کنترلي بر پايه قوانين تجربی

بسياری از استراتژيهای کنترلی عملکردی برپايه مشاهدات و قوانين تجربی می باشد. در اين راستا استراتژی های کنترلی ساده ای در مراکز تحقيقاتی دنيا برروی خودروهای هايبريد برقی اعمال شده است. به عنوان نمونه در مرجع[1]، در شرايطی که حالت شارژ[2] باتری ها در حد بالايی است خودرو به صورت الکتريکی خالص عمل می کند و در بزرگراهها و يا در شرايط کاهش SOC از موتور احتراقی برای جبرانسازی SOC باتريها استفاده می شود. نتايج تجربی نشان می دهد که در اين شرايط خودرو قادر به طی مسافت رانشی معادل 400  کيلومتر در سيکل شهری است. در مرجع[2] استراتژی مديريت انرژی براساس استراتژی ثابت نگهداشتن حالت شارژ باتريها ارائه شده است. در اين حالت ابتدا مدهای عملکردی خودرو براساس قوانين تجربی شناسايی شده ، سپس کنترلر خودرو فرامين کنترلی را براساس فيدبک پارامترهايی نظير ،حالت شارژ باتريها، سرعت موتور احتراقی و سرعت خودرو به کنترل کننده موتور احتراقی،کنترل کننده موتور الکتريکی ،کنترل کننده باتری و کنترل کننده ترمزها صادر می کند. در اين حالت مد های عملکردی خودرو براساس قوانين انتخاب می شود. شکل (1-1) ساختار سيستم کنترل خودرو هايبريد برقی که براساس آن استراتژی کنترل بنا نهاده شده است، نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود، کنترل کننده اصلی خودرو بر اساس سيگنال شتاب گيری و ترمز گيری،  به هر يک از کنترل کننده های زير سيستم ها، فرمانهای کنترلی را اعمال می کند . در اين حالت مد های عملکردی سيستم ابتدا تعيين شده و سپس بر اين اساس فرمانهای کنترلی اعمال می گردد. در اين قسمت به بررسی مدهای عملکردی می پردازيم :

 

شکل (1-1) ساختارسيستم کنترل خودرو هايبريد برقی را نشان می دهد.

1-1-1) مد رانشی:

 

مراجع

 [1] M.Alexander, B.Johnston, C.Carlso, B.Moran, W. Goorts, R.Kucera, M.McClory,

  1. Burke, “A Mid-Sized Sedan Designed for High Fuel Economy and Low

       Emissions : The UC Davis Future Car”

[2]  Chu Liang and Wang Qingnian,”Energy Management Strategy and Parametric

      Design Hybrid Electric Family Sedan” SAE2001

[3] Chan-Chiao Lin, Huei Peng, Jessy W. Grizzle, Fellow, IEEE, and Jun-Mo Kang ,” Power

       Management Strategy for a Parallel Hybrid Electric Truck “ IEEE TRANSACTIONS

      ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, VOL. 11, NO. 6, NOVEMBER 2003

[4]  D. L. Mckain, N. N. Clark, T. H. Balon, P. J. Moynihan, P. J. Lynch, and T. C.Webb,

       “Characterization of emissions from hybrid-electric and conventional transit buses,”

       in SAE, 2000, Paper 2000-01-2011.

[5] National Renewable Energy Lab. (2001) ADVISOR 3.2 documentation.[Online].

      Available: http://www.ctts.nrel.gov/analysis/.

[6] Gino Paganelli, Makoto Tateno, Avra Brahma, Giorgio Rizzoni, Yann Guezennec,

       “ Control Development for a Hybrid Electric sport-utility vehicle: strategy,

       Implementation and field test results” Proceeding of the American Control

       Conference Arlington, VA June 25-27,2001

[7]  Gino Paganelli, Gabriele Ercole, Avra Brahma, Yann Guezennec, Giorgio Rizzoni

        “General supervisory control policy for the energy optimization of charge-sustaining

          hybrid electric vehicles” 2001 Society of Automotive Engineers of Japan, Inc. and

          Elsevier Science

[8] Valerie H. Johnson, Keith B. Wipke and David J. Rausen, National Renewable

      Energy Laboratory,” HEV Control Strategy for Real-Time Optimization of Fuel

      Economy and Emissions” Copyright © 2000 Society of Automotive Engineers, Inc.

[9]  Kleimaier, A. and Schroder .D “ Optimization strategy for design and control of a

       hybrid vehicle” 6th International Workshop on Advanced Motion Control 2000

[10] Kleimaier, A. and Schroder .D “ An Approach for the online optimized control of a

         hybrid powertrain” 2002 IEEE

[11] S. Delprat, T.M Guerra, J. Rimaux,” Optimal control of a parallel powertrain :

        From global optimization to real time control strategy, Electric Vehicle

        Symposium,”  EVS18, Berlin, (Allemagne), Octobre 2001.

[12] S. Delprat, T.M Guerra, J. Rimaux  “Control Strategies for Hybrid Vehicles:

        Optimal Control” 2002 IEEE

[13] Chan-Chiao Lin, Huei Peng and Jessy W. Grizzle niversity of Michigan, Jason Liu

        and Matt Busdiecker Eaton Corporation, “Control System Development for an

        Advanced-Technology Medium-Duty Hybrid Electric Truck” International Truck &

        Bus Meeting & Exhibition, Fort Worth, TX, November 2003.

[14]  D. P. Bertsekas, Dynamic Programming and Optimal Control.Belmont, MA: Athena

         Scientific, 1995.

[15]    کرک ،”  کنترل بهينه ” ترجمه دکتر نيک روش

[16] Chan-Chiao Lin, Huei Peng, Soonil Jeon, Jang Moo Lee, “Control of a Hybrid

        Electric Truck Based on Driving Pattern Recognition” Proceedings of the 2002

        Advanced Vehicle Control Conference, Hiroshima, Japan, September 2002

[17] Jeon, S. I., Jo, S. T., Park, Y. I., and Lee, J. M., “Multi -Mode Driving Control of a

         Parallel Hybrid Electric Vehicle Using Driving Pattern Recognition,” Journal of

         Dynamic Systems, Measurement, and Control, ASME, March, 2002, Vol. 124,

         Issue 1, pp. 141~149.

[19] S.R.Cikanek, K.E.Bailey and B.K.Powell,”Parallel Hybrid Electric Vehicle

         Dynamic Model and Powertrain Control” 0-7803-3832-4/97, 1997 AACC

[20] Sergey Edward Lyshevski,” Energy conversion and optimal energy management in

        diesel-electric drivetrains of hybrid-electric vehicles” 1999 Elsevier Science Ltd.

 [21] Lyshevski S.” Constrained optimization and control of nonlinear systems: new

          results in optimal control.” In: Proc. Conf. Decision and Control, Kobe, Japan, vol.

  1. p. 541-6.

[22]   Lyshevski S. Optimal control of nonlinear continuous-time systems: design of

          bounded controllers via generalized nonquadratic functionals. In: Proc. American

          Control Conf., Philadelphia, PA, vol. 1. 1998. p. 205-9.

[23]   Richard Saeks, Fellow, IEEE, Chadwick J. Cox, James Neidhoefer, Paul R. Mays, and

          John J. Murray, Senior Member, IEEE,” Adaptive Control of a Hybrid Electric

            Vehicle” IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION

             SYSTEMS, VOL. 3, NO. 4, DECEMBER 2002

[24]    J. Murray, C. Cox, G. Lendaris, and R. Saeks, “Adaptive dynamic programming,”

          IEEE Trans. Syst. Man Cybern., pt. C, 2002, to be published.

[25] ____  , “Proof of the Adaptive Dynamic Programming Theorem,” Accurate

          Automation Corp., 2002.

[26]   S.D.Farrall, R.P.Jones, “ Energy Management in an Automotive Electric /Heat

          Engine Hybrid Powertrain Using Fuzzy” , Proceeding of the 1993 international

          Symposium on Intelligent Control, Chicago, USA,Aug.1993,P.P 463-467

[27]   Hyeoun-Dong Lee, Student Member, IEEE, and Seung-Ki Sul, Senior Member,

           IEEE, “Fuzzy-Logic-Based Torque Control Strategy for Parallel-Type Hybrid

           Electric Vehicle” IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,

           VOL. 45, NO. 4, AUGUST 1998

[28]    Euh-Suh Koo, Hyeoun-Dong Lee,Joohn-Sheok Kim ,”Torque Control Strategy

            for  a Parallel Hybrid Vehicle Using Fuzzy Logic” 1998 IEEE

[29]   M.slaman, N.J. Schouten, N.A. Kheir , “Fuzzy Logic control  for paralle hybrid

          vehicles” IEEE Trans. on Cont .Syst . Technology, vol. 10, no 3 , May 2002

[30]  I. Arsie, C. Pianese, G. Rizzo, M. Santoro, “A MODEL FOR THE ENERGY

         MANAGEMENT IN A PARALLEL HYBRID VEHICLE” Department of

         Mechanical Engineering – University of Salerno – 84084 Fisciano (SA) – Italy

[31]   I. Arsie, C. Pianese, G. Rizzo, M. Santoro, “OPTIMAL ENERGY

         MANAGEMENT IN A PARALLEL HYBRID VEHICLE” Department of

         Mechanical Engineering – University of Salerno – 84084 Fisciano (SA) – Italy

[32]  Antonio Piccolo, Lucio Ippolito, Vincen zo Gladi and Alfredo Vaccaro,

        “ optimization of energy flow management in Hybrid electric vehicles via Genetic

         Algorithms” 2001 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent

         Mechatronics Proceedings, 8-12 July 2001,Corno,Italy

[33]  Junwei Gao ,Yangdong Ye1, Tianyun Shi, Qiuhua Jiang, Limin Jia, “Intelligent Switching System Methodology and Its Application in Complex Process Control System

[34] James. A. Stiver, Panos J. Antsaklis, “MODELING AND ANALYSIS OF

         HYBRID CONTROL SYSTEMS” 1992 IEEE

[35]   Karl Henrik Johansson, Dept. of Signals, Sensors & Systems, Royal Institute of

         Technology, 100 44 Stockholm, Sweden, kallej@s3.kth.se. “Hybrid Control

         Systems”

[36] Karl Henrik Johansson, Dept. of Signals, Sensors & Systems, Royal Institute of

         Technology, 100 44 Stockholm, Sweden, kallej@s3.kth.se. “Modeling of Hybrid

         Systems”

[37]  Christos G. Cassandras and Kagan Gokbayrak Dept. of Manufacturing Engineering

         Boston University Boston, MA , “Optimal Control for Discrete Event and Hybrid

         Systems”

[38] B. Piccoli, “Hybrid systems and optimal control,” in Proceedings of 37th IEEE

         Conf. On Decision and Control, pp. 13—18, Dec. 1998.

[39]   Jie Liu, Xiaojun Liu, Tak-Kuen J. Koo, Bruno Sinopoli, Shankar Sastry, and

          Edward A. Lee Dept. of Electrical Engineering and Computer Science University

          of California, Berkeley,”A Hierarchical Hybrid System Model and Its Simulation”

[40]  L.Berardi, E.De. Santis, M.D.Di Benedetto, “A Structural Approach to the Control

        of Switching Systems with an Application to Automotive Engines” 1999 IEEE

[41]  Claire Tomlin and Stephen Boyd, Zohar Manna and David Dill, “Design of

         Hierarchical, Hybrid Control Systems” DARPA SEC PI Meeting June 12, 2000

[42]  Jonathan Paxman, “Switching Controllers: Realization, Initialization and Stability”

         Control Group Department of Engineering University of Cambridge A dissertation

         submitted for the degree of Doctor of Philosophy October 2003

[43]  Panos J,Antsaklis, Xenofon D. Koutsoukos, “Hybrid Systems Control” Department

        of Electrical Engineering, University of Notre Dame

[44] Rongjung Zhang, Yaobin chen “Control of hybrid dynamical systems for Electric

         vehicles”  2001 AACC

[45] Gregory A. Hubbard ,”System Level Control of a Hybrid-Electric Vehicle

         Drivetrain” 1997 AACC

[46]  Anthony M. Philips, Miroslava Jankovic, and Kathleen E. Bailey ,”Vehicle System

        Controller Design for a Hybrid Electric Vehicle” 2000 IEEE

[47] Anthony M. Philips, “Functional Decomposition in a Vehicle Control System”  2002

        IEEE

[48] سيد روح اله امامی ميبدی، “مدلسازی ديناميکی و شبيه سازی سيستم محرکه رانشی خودرو هايبريد برقی”  پايان نامه کارشناسی ارشد برق قدرت ، دانشگاه صنعتی خواجه نصير الدين طوسی، اسفند 83

 کراس ، “تئوری جامع ماشينهای الکتريکی” [49]

[50] Paul F. Puleston, Sarah Spurgeon and Xiao Yun Lu, “A nonlinear sliding mode

        control framework for engine speed control” Control and Instrumentation Group,

        Department of Engineering , Leicester University

[51] Levent U. Gokdere, Khalid Benlyazid, Roger A. Dougal, Enrico Santi, Charles

  1. Brice, “A virtual prototype for a hybrid electric vehicle” 2002 Elsevier Science

        Mechatronics 12 (2002) 575–593

[52] E.Cerruto, A.Consoli, A. Raciti, A. Testa , “Energy Flows Management in Hybrid

       Vehicles by Fuzzy Logic Controller” 1994 IEEE

[53] “User’s Guide: Fuzzy Toolbox”, Mathworks Inc., 2002.

[54]  تشنه لب . محمد، صفاپور. نيما، افيونی . داريوش “سيستم های فازی و کنترل فازی”

[55] Kevin M. Passino, Stephen Yurkovich, “Fuzzy Control”, Department of Electrical

       Engineering The Ohio State University

[56] Rahmoun, A., and Berrani, S. “ A Genetic-Based Neuro-Fuzzy Generator :

        NEFGEN” Proceeding of ACS/IEEE International Conference on Computer

        Systems and Applications, 2001, pp.18-23.

[57] Bologna, G., “FDIMLP: A New Neuro-Fuzzy Model” , Proceedings of International

        Joint Conference on Neural Networks, 2001.Vol.2, 2001, pp. 1328-1333.

[58] Nurnberger, A., Nauck, D., and Kruse, R., “Neuro-Fuzzy Control Based on the

        NEFCON-Model: Recent Developments” , Soft Computing 2, Vol.4 1999,pp.168-

       182

[59] Jang, J.-S.R., “ANFIS: Adaptive-Network-based Fuzzy Inference System”, IEEE

         Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Vol.23, No.3, 1993, PP. 665-685

[60]  “User’s Guide: Stateflow Toolbox ”, Mathworks Inc., 2002.

[61] H. Marchand, B. Gaudin, “Supervisory Control Problems of Hierarchical Finite

        State Machines” VerTeCs Team, Irisa, Campus Universitaire de Beaulieu, 35042 Rennes, France,

[62] Harel, David, “Statecharts: A Visual Formalism for Complex Systems,” Science of

       Computer Programming 8, 1987, pages 231-274.

 

 

پارامتر های مورد نياز برای طرّاحی

 

1) مشخصات موتور الکتريکی :

الف ) موتور القايی:

جدول (1-ض3) مشخصات موتور القايي

50Hp توان (P)
220V ولتاژ نامی(Vrated)
4 تعداد قطبها (Poles)
3 فاز(Phase)
60Hz فرکانس(F)
0.087 مقاومت سيم پيچ استاتور(rs)
0.228 مقاومت معادل سيم پيچ رتور(rr)
35.5e-3 H اندوکتانسهای استاتور و رتور(Ls, Lr)
34.7e-3H اندوکنانس مغناطيس کنندگی(Lm)
1.662 Kg.m2 ممان اينرسی(J)

 

مقادير  مربوط به منحنی تضعيف ميدان براي محاسبات مقدار مطلوب شار محور d روتور ،  ،برحسب سرعت مكانيكي  روتور wrpm مي باشد.  مقادير سرعت ودرجدول  هستند از :

Speed =

[ -376.991  -358.141  -339.292  -320.442  -301.592  -282.743  -263.893  -245.044

  -226.194  -207.345  -188.495  -169.646  -150.796  -131.946  -113.097   -94.247    -75.398    -56.548     -37.699    -18.849       0.000        18.849     37.699    56.548      75.398     94.247     113.097   131.946    150.796     169.646  188.495    207.345     226.194  245.044    263.893   282.743    301.592     320.442  339.292    358.141   376.991]

=

[ 0.1624    0.1710      0.1805    0.1911    0.2030    0.2166    0.2321     0.2499            0.2707    0.3249       0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249     0.3249           0.3249    0.3249       0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.3249    0.2707    0.2499    0.2321    0.2166    0.2030    0.1911    0.1805    0.1710    0.1624];

 

ب) موتور DC :

 

جدول (2-ض3) مشخصات موتور DC

79Hp توان (P)
220V ولتاژ نامی(Vrated)
480W مقاومت سيم پيچ تحريک (Rf)
0.8W مقاومت سيم پيچ آرميچر (Ra)
0.7H اندوکتانس سيم پيچ تحريک (Lf)
0.012H اندوکتانس سيم پيچ آرميچر (La)
20 ثابت K
0.5 Kg.m2 ممان اينرسی (Jg)

 

  مقادير مربوط به منحنی بازده موتور DC [5] :

 

شکل(3-ض3) منحنی بازده موتور DC

 

E_motor_max_trq=

[190 190 190 190 190 190 180 160 128 118 99 80 70 60 50 42 0]; (N.m)

E_motor_spd=[0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000];(rpm)

 

E_motor_eff_map=[…

      0.2   0.2         0.2        0.2        0.2      0.2      0.2       0.2      0.2

      0.2   0.7         0.69      0.67      0.64    0.62    0.59     0.55    0.55

      0.2   0.78       0.79      0.78      0.77    0.76    0.73     0.72    0.7

      0.2   0.82       0.837    0.835    0.83    0.82    0.79     0.78    0.77

      0.2   0.852     0.868    0.868    0.867  0.853  0.835   0.825  0.82

      0.2   0.874     0.89      0.889    0.885  0.87    0.857   0.848  0.836

      0.2   0.89       0.903    0.903    0.896  0.88    0.868   0.851  0.84

      0.2   0.9         0.91      0.908    0.897  0.88    0.86     0.84  0.84

      0.2   0.894 0.91  0.904 0.88  0.86  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.893 0.904 0.89  0.86  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.901 0.9   0.87  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.902 0.887 0.85  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.891 0.87  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.883 0.86  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.881 0.84  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.878 0.84  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84  0.84

      0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2];

 

 

2) منحنی بازده موتور احتراقی[5] :

شکل(4-ض3) منحنی بازده موتور احتراقی

 

 

fc_map_spd=[104.5 149.2 220.9 292.5 364.1 435.7 507.4 552.2 596.9]*30/π (rpm);

fc_max_trq=[61 67.6 73.7 78.5 80.9 77.3 76.2 73.3 68.7]; (N.m)

 

  • مشخصات خودرو :

 

 

جدول (3-ض3)مشخصات خودرو

0.2 بهره کاهشی ديفرانسيل (Gfd)
0.9Kg.m2 ممان اينرسی محور (Jax)
0.9Kg.m2 ممان ايترسی سيستم انتقال (Jtr)
1000Kg جرم خودرو (Mv)
0.001 ثابت (Kr)
0.256m شعاع چرخ (rw)
1.75m2 سطح جلويی خودرو(Av)
1.2Kg/m3  چگالی هوا(ro)
0.315 ضريب اصکاک غلطشی (Cd)

 

 

3)مشخصات باتری :

جدول (4-ض3)مشخصات خودرو

25Ah ماکزيمم ظرفيت باتری (Qmax)
0.7 حالت شارژ اوليه (SOC0)

 

مقالات  فارسی و انگليسی تهيه شده :

 

[1] S.M.T. Bathaee, S.R.Emami, A.Hajizadeh,” Dynamic Modeling and Intelligent

Control of Hybrid Electric Vehicle”

– پذيرفته شده در کنفرانس IASTED MIC2005 (Modelling,Identification and Control  ) در کشور اتريش   (به علت عدم حمايت مالی از سوی دانشگاه، ارائه نگرديد. )

– پذيرفته شده در کنفرانس

The 9th World Multi-Confernce on Systematic, Cybernetics and Informatics  (WMCI2005) July10-13,2005 Orlando,Florida, USA

  • پذيرفته شده در کنفرانس سيستم های هوشمند (CIS2004) دانشگاه کرمان

 

[2] S.M.T. Bathaee, A.Hajizadeh, S.R.Emami, “A Fuzzy-based Supervisory Robust

Control For Parallel Hybrid Electric Vehicles”

– ارسال برای کنفرانس IASTED

(Automation, Control and Application   ~ ACIT-ACA 2005~)

 

[3] سيد روح اله امامی ميبدی،  امين حاجی زاده گستج ، سيد محمد تقی بطحايی ” آشنايی با گروه تحقيقاتی خودرو های هايبريد برقی دانشگاه صنعتی خواجه نصير الدين طوسی و مدلسازی و کنترل سلسله مراتبی خودرو هايبريد برقی”

– ارسال برای کنفرانس بين المللی مهندسی برق – دانشگاه زنجان

 

[4] S.M.T. Bathaee, A.Hajizadeh, S.R.Emami, “Control Strategy for Parallel Hybrid

Electric Vehicles by Fuzzy Clustering and Neuro-Fuzzy Model”

  • آماده سازی برای ارسال به کنفرانسها و مجلّات معتبر

 

 

Abstract

Control strategies for hybrid electric vehicles are usually aimed at several simultaneous objectives. The primary one is usually the minimization of the vehicle fuel consumption, while also attempting to minimize engine emissions and maintaining or enhancing driveability. Regardless of the topology of the vehicle, the essence of the HEV control problem is the instantaneous management of the power flows from more devices to achieve the overall control objectives. One important characteristic of this generic problem is that the control objectives are mostly integral in nature (fuel consumption and emission per mile of travel), or semi-local in time like driveability, while the control actions are local in time. Furthermore, the control objectives are often subject to integral constraints, such as nominally maintaining the battery state-of-charge (SOC). The global nature of both objectives and constraints do not lend itself to traditional global optimization technique, because the main problem with global optimization index is whole of driving cycle should be predetermined and real time control strategy is not implemented simply.  A common method to control of the complex dynamic systems with many uncertainties is designing some different of local controllers each for a specific operating area or determined objects and then designing of a switching strategy through the subsystems to achieve the global objectives of the system. In this thesis, the hierarchical control structure has been investigated due to the complexity of hybrid electric vehicle powertrain.  From the view point of hierarchy, the switching strategy relates to upper hierarchy and plays the key role in systems operating. Then for each subsystems of hybrid electric vehicle, itself local controller has been designed and after that in order to achieve the operating objectives, switching strategy through subsystems for the real time control strategy has been designed.

Keywords: Hybrid Electric Vehicles, Real Time Control Strategy, Hierarchical Structure, Hybrid System, Switching Strategy.

 

1-Continuos Variable Transmission

 

[2] State Of Charge (SOC)

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “دانلود پايان نامه طراحی استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی در خودروهای هايبريد برقی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

74 − = 71