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单轴并联式混合动力汽车能量分配的模糊控制策略研究
摘要
混合动力汽车是一种将传统内燃机与电动机结合在一起，既利用化石燃料又利用新能源电力的车辆。在混合动力汽车中，能量的分配是一个关键的问题，直接影响到车辆的燃油效率和性能。本文提出了单轴并联式混合动力汽车的模糊控制策略，通过模糊控制器实现能量的有效分配，提高了汽车的燃油效率和性能。
关键词：混合动力汽车；能量分配；模糊控制
Abstract
Hybridvehicleisakindofvehiclethatcombinestraditionalinternalcombustionenginewithelectricmotor,whichcanusebothfossilfuelsandnewenergyelectricity.Inhybridvehicles,energyallocationisakeyissue,whichdirectlyaffectsthefuelefficiencyandperformanceofthevehicle.Thispaperproposesafuzzycontrolstrategyforsingle-axisparallelhybridvehicles,whichusesafuzzycontrollertorealizeeffectiveenergyallocationandimprovesthefuelefficiencyandperformanceofthevehicle.
Keywords:Hybridvehicle,energyallocation,fuzzycontrol
一、引言
混合动力汽车是一种采用内燃机和电动机相结合的新型汽车，它不仅保留了传统内燃机的动力性和驾驶舒适感，同时也具有电动机的高效、低排放和零污染等优点。混合动力汽车的能量来源较为丰富，除了传统的汽油、柴油之外，还可以利用新能源电力进行驱动，因此具有很高的燃油效率和环保性能。
在混合动力汽车中，能量的分配是一个非常重要的问题。传统汽车中，发动机直接驱动车轮，而混合动力车则需要通过电机和发动机的组合来驱动车轮。因此，在混合动力汽车中，需要有效地控制电机和发动机的工作方式和工作时间，以实现能量的最优分配，达到节能减排的目的。
模糊控制是一种适合于处理模糊性和不确定性问题的控制方法，具有较强的智能化和自适应能力。本文针对单轴并联式混合动力汽车能量分配问题，提出了一种模糊控制策略。本文首先介绍了混合动力汽车的能量分配问题，然后基于模糊理论，设计了混合动力汽车能量分配的模糊控制器，并对模糊控制器进行了仿真分析。
二、混合动力汽车能量分配问题
在单轴并联式混合动力汽车中，电动机和发动机分别负责车轮的驱动。当汽车行驶时，通过控制电动机和发动机的工作方式和工作时间，可以实现能量的最优分配。
一般来说，混合动力汽车有三种能量分配方式：1）串联模式，2）并联模式，3）串并联混合模式。在串联模式下，发动机先驱动发电机发电，然后发电机将电能存储在电池中，最后再由电池供电给电动机驱动车轮；在并联模式下，则是将燃油和电能一起供给车轮；在串并联混合模式下，则是发动机和电动机都可以直接驱动车轮。
在实际应用中，不同的驾驶环境和驾驶习惯，会对混合动力汽车的能量分配产生影响。因此，需要设计一种智能的控制策略，以实现能量的最优分配，提高汽车的燃油效率和性能。
三、基于模糊控制的混合动力汽车能量分配策略
模糊控制是一种适合于处理模糊性和不确定性问题的控制方法，可以有效地解决混合动力汽车能量分配问题。本文基于模糊控制理论，设计了混合动力汽车能量分配的模糊控制器。
首先，需要确定能量分配的几个重要因素，如电池状态、发电机转速、电动机转速、车速等。然后，将这些因素进行模糊化处理，建立一个模糊规则库，通过模糊规则库来控制电机和发动机的工作方式和时间，实现能量的最优分配。
具体的控制策略如下：
1.设定目标功率：通过车速、混合动力汽车结构等因素，设定目标功率Pd。
2.选择电机或发动机：根据电池状态和发电机、电动机的转速等因素，判断当前应该选择使用电机还是发动机。
3.计算电机或发动机工作时间：根据当前的功率需求和电池状态等因素，计算电机或发动机应该工作的时间。
4.控制电机或发动机的工作模式：根据电机或发动机的转速等因素，控制电机或发动机的工作模式，如恒功率控制、恒转速控制等。
5.实时调整能量分配比例：根据电池状态、车速等因素，实时调整电机和发动机的能量分配比例，以实现最优的能量分配。
四、仿真实验及分析
本文采用MATLAB/Simulink软件进行了模拟实验，对混合动力汽车的能量分配策略进行了仿真分析。模拟环境包括单轴并联式混合动力汽车模型、能量存储系统模型和模糊控制器。
通过不同的驾驶循环测试，得到了混合动