Оптимизация системы управления тягово-транспортного средства с комбинированной энергоустановкой

• Автор: Ивакина, Екатерина Горхмазовна
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования.

1.1. Обзор существующих принципов и законов управления

комбинированной энергоустановки. Структуры КЭУ.

1.1.1. Структуры КЭУ и компоновки КЭУ

1.1.2. Принципы и законы управления КЭУ

1.2. Структура КЭУ и МПСУ. Функции МПСУ

ГЗ.Датчики и исполнительные механизмы

1.3.1. Датчики МПСУ КЭУ

1.3.2. Исполнительные механизмы МПСУ КЭУ.

1.4. Алгоритм управления КЭУ.

1.4.1. Назначение и функции алгоритма управления КЭУ.
1.4.2. Информационная структура алгоритма управления КЭУ.
1.4.3. Функциональная структура алгоритма управления КЭУ.
1.4.4. Блоксхема АУ КЭУ. Ее описание
1.5. Проверка функционирования алгоритма управления в различных
режимах движения на ПК.
1.6. Расчет оптимальных значений передаточных чисел двухступенчатого
редуктора
1.7 Цели и задачи исследования.
Глава 2 Исследование оптимальных параметров закона управления КЭУ
2.1. Расчет оптимальных параметров закона управления КЭУ ЭМ
2.2 Влияние эксплуатационных факторов на алгоритм управления КЭУ
2.3 Алгоритм управления дроссельной заслонкой
2.4 Алгоритм управления тяговым электроприводом ЭМ с КЭУ.
2.5 Расчет остаточной емкости АБ.
2.5.1 Математическая модель для определения остаточной разрядной емкости свинцовокислотных аккумуляторных батарей.
2.5.2 Анализ применимости методов параметрической идентификации по временным динамическим характеристикам аккумуляторных батарей
2.5.3 Анализ точности идентификации параметров аккумуляторных батарей и разработка методов ее повышения.
2.5.4 Алгоритм расчета точности диагностических параметров
2.5.5 Экспериментальные исследования.
2.5.6 Программа идентификации аккумуляторных батарей, используемая для определения остаточной емкости.
2.5.7. Разработка технических средств алгоритма и программного обеспечения микропроцессорного устройства контроля степени заряженности А Б.
2.5.8. Разработка алгоритма контроля степени заряженности АБ
2.6. Выводы к разделу
Глава 3. Структура макета МПСУ. Выбор элементной базы
3.1. Микропроцессорный блок управления системы автоматического управления двигателем внутреннего сгорания электромобиля с КЭУ
3.1.1. Технические требования к микропроцессорному блоку управления.
3.1.2. Функция микропроцессорного блока управления.
3.1.3. Операции, выполняемые микропроцессорным блоком управления
3.1.4. Элементная база микропроцессорного блока управления.
3.1.2. Принципы построения и структура микропроцессорного блока обработки информации.
3.2. Регулятор мощности тягового электродвигателя
3.3 Выводы по главе
Глава 4. Анализ результатов экспериментальных исследований и эффективности применения разработанной микропроцессорной системы управления.
4.1 Испытание алгоритма управления КЭУ. Испытание электродвигателыюго исполнительного механизма управления дроссельной заслонкой.
4.2. Испытания электродвигателыюго ИМ
4.3.Стратегия управления ЭМ с КЭУ
4.4. Выводы по главе 4.
Общие выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Низкий суммарный КПД ниже соответствующего автомобиля с ДВС изза многократного преобразования энергии топлива. Повышенная стоимость и массогабаритные показатели КЭУ и системы управления, что требует создания специальных конструкций шасси и кузовов ЭМ для обеспечения необходимой грузоподъемности. Недостатки таких КЭУ оказались более существенными по сравнению с достоинствами и поэтому такие установки оказались менее привлекательными. Параллельная структура КЭУ характеризуется тем, что механическое вращение вала ДВС непосредственно передается на ведущие колеса. Параллельно этому потоку энергии к ведущим колесам подводится энергия АБ, преобразованная ТЭД в механическое вращение. Структурная схема такой установки приведена на рис. Рис. Возможность четырех режимов работы установки движение только за счет энергии ДВС автомобиль движение только за счет энергии АБ электромобиль движение только за счет энергии ДВС с аккумулированием части энергии ДВС, преобразованной ТЭД в АБ движение с потреблением энергии как от ДВС, так и от АБ. Повышенный, по сравнению с последовательной структурой, КПД благодаря возможности непосредственного привода ЭМ от ДВС. Хорошие ходовые и динамические характеристики, достигающие уровня характеристик автомобиля. Меньшие массогабаритные и стоимостные показатели. Более дорогие и более сложные узлы механического соединения силовых агрегатов. Необходимость установки муфты сцепления. Благодаря своим преимуществам параллельная структура получила большее распространение. Конструктивно КЭУ, в состав которых входят ДВС, АБ и ТЭД с системой управления, могут отличаться друг от друга компоновочной схемой соединения агрегатов, параметрами компонентов, входящих в установку, и механическими соединениями агрегатов. Схема КЭУ с последовательным соединением силовых агрегатов представлены на рис. Рис. ДВС 9 муфты сцепления. Последовательное соединение агрегатов не требует разработки сложных элементов соединения выходных валов ДВС и ТЭД. К недостаткам этого компоновочного решения можно отнести большую длину соединенных силовых агрегатов. Кроме того, при выборе ДВС и ТЭД для такой компоновки необходимо, чтобы их скоростные режимы работы были согласованы. Оптимизация скоростных режимов работы силовых агрегатов затруднена изза различных характеристик двигателей. Схема КЭУ с параллельным соединением ДВС и ТЭД и соединением вала ТЭД с валом ДВС до коробки передач представлена на рис. Рис. ДВС 8 передача 9 муфта сцепления ТЭД. Такая компоновка силовых агрегатов требует проектирования дополнительного механизма, соединяющего вал тягового электродвигателя с валом трансмиссии. Использование коробки передач после места подсоединения вала ТЭД повышает степень использования мощности ТЭД и позволяет упростить систему управления ТЭД. Использование сцепления 9 обеспечивает возможность отсоединения ТЭД от силовой передачи, когда достаточно энергии одного ДВС. Схема КЭУ с параллельным расположением ДВС и ТЭД и соединением вала ТЭД с приводным валом ЭМ после коробки передач представлена на рис. Схема, изображенная на рис. ТЭД. Такое решение позволяет использовать традиционный силовой агрегат автомобиля ДВС, сцепление, коробка передач без серьезных изменений. Существует возможность независимо оптимизировать режим работы ДВС и ТЭД. Однако, такая схема требует применения более сложной системы управления
Рис. ТЭД с приводным валом после коробки передач. ДВС 8 передача. Различные подходы к разработкам КЭУ, большое разнообразие компоновочных решений и наличие различных структурных схем КЭУ отразилось в принципах и законах управления КЭУ. Принципы и законы управления КЭУ, рассмотрим на примерах созданных опытных образцов ЭМ с КЭУ. При разработках ЭМ с КЭУ выполненных по последовательной структуре основополагающим принципом при построении алгоритма управления является принцип баланса энергии ЛБ в цикле. Баланс может быть как нулевым, так и отрицательным. В случае нулевого баланса при разгонах или движении ЭМ на уклоне АБ дополняет недостающую часть энергии, вырабатываемой дизельгенераторной установкой.