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混合动力汽车容错控制技术的研究

作　者: 逄锦有
导　师: 崔淑梅
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 混合动力汽车容错控制故障树模糊控制温度
分类号: U469.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

混合动力汽车(HEV，hybrid electric vehicle)安全可靠行驶才能保证驾驶员人身安全和人民生命财产不受损失。混合动力汽车发生故障后，仍能保持主要功能，并且安全运行，是混合动力汽车研究的发展趋势。因此，研究混合动力汽车容错控制技术具有重要的理论意义和实用价值。本文主要以混合动力汽车为研究对象，重点研究混合动力汽车控制系统容错故障树、容错控制算法和故障安全管理系统设计。为了研究混合动力汽车容错控制技术，实现混合动力汽车安全性能优化及故障预警，本文建立了混合动力汽车控制系统的容错故障树，采用故障树分析法给出了系统故障容错方法，并将其按照被动容错和主动容错进行了分类归纳。为了研究混合动力汽车容错控制算法，本文在CRUISE软件中嵌入MATLAB搭建的整车控制策略，建立了混合动力汽车的仿真模型；将被动容错和主动容错相结合，设计了发动机、电机的“失效”故障及电池组高压故障的被动切换容错控制策略；根据电机温升特性，提出了温度影响系数的概念，并设计了电机温升模糊容错控制算法，解决了电机温度升高对电机输出转矩和功率的影响。为了对混合动力汽车故障进行系统管理，完善控制系统的容错控制功能，本文设计了基于MC9S12XS128的整车控制器、基于MC9S12DG128的故障安全管理器的故障安全管理系统，实现了整车容错控制和故障安全管理。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-17
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-9
  1.2 容错控制的国内外研究现状  9-13
    1.2.1 容错控制的概念  9
    1.2.2 容错控制的方法  9-10
    1.2.3 容错控制的特点  10-11
    1.2.4 容错控制的研究状况和发展趋势  11-13
  1.3 混合动力汽车控制系统的容错控制研究现状  13-16
  1.4 本文主要研究内容  16-17
第2章混合动力汽车控制系统容错故障树  17-27
  2.1 引言  17
  2.2 控制系统的分层结构  17-18
  2.3 控制系统容错故障树  18-25
    2.3.1 控制系统故障分类  18-19
    2.3.2 控制系统容错故障树的建立  19-25
  2.4 控制系统故障的容错方法  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章混合动力汽车容错控制算法  27-59
  3.1 混合动力汽车逻辑门限值控制策略  27-30
  3.2 混合动力汽车控制系统的建模与仿真  30-40
    3.2.1 控制策略的 MATLAB 建模  30-34
    3.2.2 基于 CRUISE 的全车辆建模  34-35
    3.2.3 整车控制系统的建模仿真  35-40
  3.3 控制系统的被动切换容错控制  40-45
    3.3.1 发动机故障的容错  41-42
    3.3.2 电机故障的容错  42-43
    3.3.3 电池组高压故障的容错  43-44
    3.3.4 被动切换容错的仿真分析  44-45
  3.4 整车控制系统电机温升特性的容错控制  45-58
    3.4.1 电机温升特性分析  45-47
    3.4.2 温度影响系数的建立  47-49
    3.4.3 电机温升故障的模糊控制策略  49-50
    3.4.4 电机温升故障容错的模糊控制器设计  50-54
    3.4.5 电机温升故障容错模糊控制器的建模  54-55
    3.4.6 电机温升故障的容错仿真分析  55-58
  3.4 本章小结  58-59
第4章混合动力汽车故障安全管理系统设计  59-66
  4.1 故障安全管理器  59-62
    4.1.1 混合动力汽车安全故障管理系统的结构  59-60
    4.1.2 安全故障管理器的功能  60-61
    4.1.3 故障安全管理器的容错运行模式  61-62
  4.2 故障安全系统的硬件设计  62-64
  4.3 故障安全系统的软件设计  64-65
  4.4 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-71
致谢  71

混合动力汽车容错控制技术的研究

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