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MATLAB/Simulink平台下的混合动力汽车正向仿真软件开发与应用
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更新于2024-08-25
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本文主要探讨了基于MATLAB/Simulink的混合动力汽车正向仿真软件的开发。混合动力汽车作为一种先进的交通工具,其正向仿真软件在设计、评估和优化过程中扮演着关键角色。作者刘志茹、王庆年、张威和王伟华,来自吉林大学汽车工程学院,他们针对并联双轴混合动力汽车构建了一个专注于动态过程建模的仿真模型。这个模型的设计遵循正向建模的理念,即从系统的最终行为出发,逆向推导出各个子系统和组件的工作原理,以模拟真实世界的汽车动力系统。 该仿真软件利用MATLAB/Simulink的强大功能,不仅能够接受踏板信号作为输入,还能处理各种循环工况,提供灵活的控制策略分析。通过图形用户界面(GUI),用户可以方便地导入和修改仿真数据,以及对仿真结果进行深入的分析和处理,这极大地提升了工作效率和结果的可读性。 仿真结果与实际试验的对比验证了该软件的有效性和准确性,不仅适用于不同设计方案的分析和评价,还支持控制策略的优化,为实际控制系统的设计提供了有力的支持。通过文章编号1004-731X(S0-0016-03),读者可以追踪到这篇研究的具体位置。此外,该论文被分类在TP391.9(机械工程,车辆工程)类别下,文献标识码为A,表明它是一篇经过同行评审的研究论文。 这篇论文为混合动力汽车正向仿真技术的发展做出了贡献,展示了如何利用MATLAB/Simulink这一工具进行高效且精确的系统建模和控制策略研究,对于汽车工程领域的研究人员和工程师具有很高的实用价值。
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Vol. 17 增刊
JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION
Dec. 2005
16
基于
基于基于
基于 MATLAB/Simulink 的混合动力汽车正向仿真软件的开发
的混合动力汽车正向仿真软件的开发的混合动力汽车正向仿真软件的开发
的混合动力汽车正向仿真软件的开发
刘志茹, 王庆年, 张 威, 王伟华
(吉林大学汽车工程学院, 长春 130025)
摘
摘摘
摘 要
要要
要
开发了基于
MATLAB/Simulink
的混合动力汽车正向仿真软件 根据正向建模的思想建立
了基于
MATLAB/Simulink
平台的并联双轴混合动力汽车正向仿真模型
侧重于动态过程的建模
该模型既可以用踏板信号作为输入也可以运行循环工况 文中应用
GUI
进行仿真软件人机界面的
开发
该界面可以完成仿真数据的导入 修改以及仿真结果的分析处理等 仿真结果与试验结果
的对比表明
所开发的软件既可以用于分析评价不同的设计方案 控制策略的优化 又可以进行
实际控制系统的开发
.
关键词
关键词关键词
关键词
混合动力汽车 正向仿真软件 建模 仿真
文章编号
文章编号文章编号
文章编号
1004-731X (2005) S0-0016-03 中图分类号
中图分类号中图分类号
中图分类号:
::
:TP391.9 文献标识码
文献标识码文献标识码
文献标识码:
::
:A
Development of Forward Simulation Software of Hybrid Electric Vehicles
Based on MATLAB/Simulink
LIU Zhi-ru, WANG Qing-nian, ZHANG Wei, WANG Wei-hua
(College of Automobile Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China)
Abstract
According to forward modeling idea a forward model of parallel hybrid electric vehicle with two shafts is established,
which emphasizes particularly on dynamic. The model can perform with pedals signals as inputs and also with drive cycle. The GUI
is applied to develop the interface between the people and the computer of the software. The data can be loaded and modified
through it and the results of simulation can be analyzed and processed. Result of simulation and the comparison between the
simulation result and test result show that the simulation software presented in paper not only can be applied to analysis and
evaluation of different designs, control strategy optimization but also to research and design of control system.
Key words
hybrid electric vehicle forward simulation software modeling simulation
引
引引
引
言
言言
言
1
11
1
仿真技术是混合动力汽车研发过程中的重要技术 混合
动力汽车是复杂的系统
涉及到多方面的技术 应用仿真技
术不仅便于灵活地调整设计方案,优化设计参数,而且可以降
低研究费用,缩短开发周期
目前
国外用于混合动力汽车的仿真软件很多 如
ADVISOR
PSAT CRUISE 和 Ansoft 等 开发方式主要有
一次开发和基于 MATLAB/Simulink 二次开发两种方式
[1]
ADVISOR 和 PSAT 均采用的是基于 MATLAB/Simulink 的二
次开发方法
ADVISOR 是一种分析工具 而不是设计工具
[2-3]
作为一种分析工具 ADVISOR 的主要功能是对不同设
计方案进行比较和评价 而不适合实际控制系统的开发
PSAT 是建立在正向模型基础上国外比较有名的仿真软件
[4]
但目前该软件专利版只对 PNGV 成员提供 非专利版对少
数机构有选择的提供
CRISE 是一次开发的 用于计算车辆
动力性
经济性 制动与排放的专业仿真软件 Ansoft 是典
型的系统级的仿真分析软件
可针对机电系统分析提出解决
方案 在国内应用刚刚起步
收稿日期
收稿日期收稿日期
收稿日期
2005-08-31 修回日期
修回日期修回日期
修回日期 2005-10-21
基金项目
基金项目基金项目
基金项目
国家高技术研究发展计划(863 计划)(2003AA501511) 吉林
大学
985 工程
二期建设项目资助
作者简介
作者简介作者简介
作者简介
刘志茹
刘志茹刘志茹
刘志茹(1977-), 女, 河北人, 博士生, 研究方向为混合动力汽
车驱动理论与控制技术
王庆年
王庆年王庆年
王庆年(1952-), 男, 黑龙江人, 博导, 博士, 研
究方向为混合动力汽车驱动理论与控制技术
目前国内还没有较系统和成熟的混合动力汽车仿真软件
而国内混合动力汽车已经进入了开发阶段 有必要自行建立混
合动力汽车的正向仿真软件
由于 MATLAB/ Simulink 突出的
数值分析和程序处理能力
本文所将采用基于 MATLAB/
Simulink 的二次开发方法开发混合动力汽车正向仿真软件
1 正向建模思想
正向建模思想正向建模思想
正向建模思想
逆向仿真模型从满足循环工况要求出发 计算动力系统
各部件必须提供的转矩
转速 功率等 仿真信息沿整车阻
力模型
车轮模型 传动系统模型最终到达动力总成模型
逆向建模与仿真不考虑驾驶员的意图以及动力系统(尤其是
离合器和变速器) 的动态过程
计算步长较大(一般为 1s)
计算速度快
正向仿真模型中
系统输入为加速踏板信号和制动踏板
信号
信息流向即计算路线是将两个踏板信号转换成整车行
驶的转矩或功率需求
在整车控制模块中根据整车控制策略
提出对各总成的转矩需求
动力总成模型根据该转矩需求及
其能够提供的转矩限制向传动系统输出转矩
经过车轮模型
最终到达整车阻力模型
输出车速
正向仿真模型仍然可以运行循环工况
此时需要把循环
工况的行驶要求转换成整车行驶的转矩或功率需求
循环工
况的实现使正向仿真模型同样能够作为一种分析工具对不
同的设计方案进行分析评价
万方数据
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