本文關(guān)鍵詞： 廢氣能量回收系統(tǒng) 模糊控制策略 信號采集系統(tǒng) 混合動力汽車　出處：《重慶交通大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：廢氣能量回收是提高混合動力汽車燃料利用率的有效手段之一。廢氣能量回收系統(tǒng)是把發(fā)動機(jī)廢氣能量進(jìn)行回收轉(zhuǎn)換成電能儲存在蓄電池中,用來給輔助動力源提供能量,因此,廢氣能量回收可進(jìn)一步提高混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放以及降低能量耗散。本文以某混合動力汽車為研究對象,采用模糊控制策略對廢氣能量回收系統(tǒng)進(jìn)行控制,在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計與制作相應(yīng)模糊控制器,驗證控制策略和控制器的可行性及實用性。論文主要包含以下幾方面內(nèi)容:(1)設(shè)計由四個輸入?yún)?shù)(渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速n、發(fā)電機(jī)電流I、排氣背壓P和蓄電池SOC值)控制兩個輸出參數(shù)(渦輪機(jī)導(dǎo)流葉片傾角α和旁通閥開度β)的廢氣能量回收系統(tǒng)模糊控制策略,對各參數(shù)進(jìn)行模糊論域及子集劃分,按照專家經(jīng)驗設(shè)計各參數(shù)的隸屬函數(shù);制定各輸入輸出模糊參數(shù)的模糊規(guī)則;最后進(jìn)行解模糊化處理。(2)建立廢氣能量回收系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),包括渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號采集、排氣背壓信號采集、蓄電池SOC值采集、可變截面渦輪和廢氣旁通閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)選取。選取QY545B-002型壓力傳感器采集排氣背壓值;選取ACS712線性電流傳感器采集蓄電池電流信號,蓄電池電壓信號直接經(jīng)過調(diào)理電路處理輸入控制芯片;選取PICOTURN渦輪增壓器轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)采集渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速值;選取BYG系列步進(jìn)電機(jī)作為可變截面渦輪和廢氣旁通閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(3)對廢氣能量回收模糊控制器的硬件電路進(jìn)行設(shè)計,主要包括:控制芯片的選擇,電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計,排氣背壓壓力信號、蓄電池電流信號及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路設(shè)計,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、虛擬串口電路及模擬采集信號電路設(shè)計,并制作完成硬件電路板。(4)設(shè)計模糊控制器的應(yīng)用程序,包括主程序、模糊控制程序及步進(jìn)電機(jī)控制程序的編寫和調(diào)試,結(jié)合硬件電路板和軟件程序的各個部分進(jìn)行匹配、調(diào)試,完成一定的測試驗證,記錄相關(guān)實驗數(shù)據(jù),將實驗數(shù)據(jù)與通過模糊控制規(guī)則得到的曲面觀測圖進(jìn)行對比分析,分析誤差產(chǎn)生的原因,驗證控制系統(tǒng)硬件電路運(yùn)行的可靠性,軟件程序運(yùn)算的正確合理性。
[Abstract]:Exhaust energy recovery is one of the effective ways to improve the fuel efficiency of hybrid electric vehicles. The exhaust energy recovery system converts the engine exhaust energy into electric energy and stores it in batteries to provide energy for auxiliary power sources. Therefore, energy recovery from exhaust gas can further improve fuel economy, reduce emissions and reduce energy dissipation of hybrid electric vehicles. The fuzzy control strategy is used to control the waste gas energy recovery system, and the corresponding fuzzy controller is designed and made on the basis of the previous research by the research group. The control strategy and the feasibility and practicability of the controller are verified. This paper mainly includes the following aspects: 1) the design is controlled by four input parameters (turbine speed n, generator current I, exhaust back pressure P and battery SOC value). Fuzzy control strategy for exhaust gas energy recovery system with output parameters (turbine guide blade inclination 偽 and bypass valve opening 尾), According to the expert experience, the membership function of each parameter is designed, and the fuzzy rules of each input and output fuzzy parameter are worked out. Finally, the data acquisition system of exhaust gas energy recovery system is established, including turbine speed signal acquisition, exhaust back pressure signal acquisition, battery SOC value acquisition. Select the actuator of variable section turbine and exhaust gas bypass valve. Select QY545B-002 pressure sensor to collect exhaust back pressure, select ACS712 linear current sensor to collect battery current signal, The voltage signal of battery is directly processed by conditioning circuit to process the input control chip, and the PICOTURN turbocharger speed measurement system is selected to collect the turbine speed value. BYG series stepping motor is selected as variable section turbine and exhaust gas bypass valve actuator. The hardware circuit of fuzzy controller for exhaust gas energy recovery is designed, including the selection of control chip and the design of power conversion circuit. Exhaust back pressure signal, battery current signal and turbine speed signal conditioning circuit design, step motor driving circuit, virtual serial circuit and analog signal circuit design, The application program of the design of fuzzy controller, including the main program, the fuzzy control program and the step motor control program, is developed and debugged, and the matching and debugging of each part of the hardware circuit board and the software program are carried out. Complete certain test verification, record the relevant experimental data, compare the experimental data with the surface observation chart obtained by fuzzy control rule, analyze the cause of the error, verify the reliability of the hardware circuit of the control system. The correctness and rationality of software program operation.
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7

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本文編號：1534027