论文题目：混合动力电动汽车的制动控制与能量管理
摘要：混合动力电动汽车有效地结合了内燃机汽车和纯电动汽车的优势,利用再生制动与能量管理控制,保证了车辆的动力性、安全性和燃油经济性。混合动力电动汽车的制动控制与能量管理涉及了多个动力源之间能量协同控制,包含路况与路面不确定性等因素,是一个复杂的非线性时变系统控制问题。本文针对混合动力电动汽车的制动控制与能量管理问题进行研究,主要内容如下:（1）利用混合动力电动汽车电机具有快速响应与再生制动的特性,研究了基于滑移率的混合动力电动汽车制动控制与制动力分配问题。针对系统的不确定性和建模误差,将道路附着情况作为自适应控制器的状态反馈设计了模型参考自适应控制器对制动力进行控制,并与模糊逻辑控制相结合进行制动力分配以提高制动性能与再生制动率。（2）研究了基于扰动观测器的制动力控制与基于电池荷电状态的制动力分配问题。采用了双层制动控制结构对制动控制与能量回收进行研究。在制动控制层,提出了一种基于扰动观测器的制动力控制方法,利用非线性观测器对道路的不确定性和载荷变化在线估计进行补偿控制。在制动力分配层,提出了一种新的基于电池荷电状态的制动力矩分配策略,充分考虑了电池的荷电状态与变化,获得了更高的再生制动效率,提高了燃油经济性。（3）利用前车信息研究了混合动力电动汽车的跟车控制与能量管理问题。基于前车信息提出了一种基于安全车距的混合动力电动汽车跟车控制与能量管理的协同控制。考虑了道路限速、坡度和载荷实时变动对车辆跟踪控制性、安全性与燃油经济性的影响,设计了基于观测补偿的动态面跟车控制方法,既保证了控制的最优性又解决了工况预测和速度规划的要求。并在安全距离内采用滚动动态规划算法进行混合动力电动汽车能量管理,解决了动态规划算法存储空间有限和在线计算负担大的问题,实现其实时能量优化管理。（4）研究了混合动力电动汽车的队列控制与能量管理问题。采用模型预测控制对领头车辆进行实时能量管理,通过跟踪控制提高车辆队列的燃油经济性。并根据领头车的速度与加速度信息,设计了滑模控制器进行混合动力电动汽车队列控制,综合考虑了与领头车辆的速度误差和相对于前车的车间距误差从而既保证了车辆队列的速度一致性,与前车的避撞性,以及混合动力电动汽车的队列稳定性。
关键词：混合动力电动汽车;制动控制;能量管理;跟踪控制;队列稳定性
学科专业：控制理论与控制工程
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 混合动力电动汽车制动控制与能量管理研究进展
1.2.1 混合动力电动汽车制动控制研究进展
1.2.2 混合动力电动汽车能量管理研究进展
1.3 本文主要研究内容
2 基于滑移率的混合动力电动汽车制动控制与制动力分配
2.1 系统模型与问题描述
2.1.1 滑移率模型
2.1.2 问题描述
2.2 基于滑移率的混合动力电动汽车制动力控制与制动力分配
2.2.1 基于滑移率的制动力模型参考自适应控制
2.2.2 基于模糊逻辑的制动力分配
2.3 仿真研究
2.3.1 制动控制仿真
2.3.2 制动力分配仿真
2.4 本章小结
3 基于扰动观测器的混合动力电动汽车制动控制与制动力分配
3.1 系统结构与模型
3.1.1 系统结构
3.1.2 系统模型
3.2 基于扰动观测器的混合动力电动汽车制动控制与制动力分配
3.2.1 基于扰动观测器的制动控制
3.2.2 基于电池荷电状态的制动力分配
3.3 仿真研究
3.3.1 制动控制仿真
3.3.2 制动力分配仿真
3.4 本章小结
4 基于安全车距的混合动力电动汽车跟车控制与能量管理
4.1 问题描述
4.1.1 系统模型
4.1.2 控制目标
4.2 混合动力电动汽车跟踪控制与能量管理
4.2.1 基于安全车距的车辆跟踪控制
4.2.2 基于滚动动态规划的能量管理
4.3 仿真研究
4.3.1 跟踪控制仿真
4.3.2 能量管理仿真
4.4 本章小结
5 基于领头车辆的混合动力电动汽车队列控制与能量管理
5.1 问题描述
5.1.1 系统模型
5.1.2 控制目标
5.2 混合动力电动汽车队列控制与能量管理
5.2.1 基于领头车的能量管理
5.2.2 车辆队列控制
5.3 仿真研究
5.3.1 领头车辆控制仿真
5.3.2 车辆队列控制仿真
5.4 本章小结
6 结论与展望
参考文献
致谢