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基于自寻优控制的纯电动汽车制动能量回收策略可行性分析
倪兰青，航空航天大学
本课题应从三局部入手，一是汽车建模局部；二是ABS自寻优控制局部；三是再生制动局部轮胎和路面之间的最大附着系数,使系统在最大附着系数附近工作,并在单双轮模型中进展仿真验证。通过仿真分析,验证了自寻优防抱死策略
在制动时间和制动距离上都优于逻辑门限值控制。
自寻优防抱死制动控制逻辑
防抱控制就是要通过控制制动力矩ΔTb使路面可利用附着系数维持在最大附着系数附近,这样即可防止车轮抱死,同时还可获得最大附着力。轮胎附着
系数与滑移率有如下关系,如下列图所示：
该图中，曲线的峰值点为最正确滑移率点,此时S=Sc,附着系数μ取得最大值。在A区,S<Sc,滑移率小于最正确滑移率,μ在增大,ΔTb还可继续增大,在C区则相反,ΔTb应该减小。因此将A区称为增压区,C区称为减压区。
根据得Tg=。
Tg的变化反映了附着力的变化,也即附着系数μ的变化。假设前一时刻的Tb和当前时刻的角加速度,由上式即可得当前时刻的Tg,因此用Tg-S曲线代替
μ-S曲线进展自寻最优。假设Tb增大时,Tg增大,说明曲线在A区,Tb还应继续增大;假设Tb增大时,Tg减小,说明曲线在C区,Tb需要减小;Tb减小,滑移率S减小,因而Tg的大小也发生变化,Tg开场逐渐增大,此时曲线仍在C区,Tb仍要减小;当过了最优点即峰值点时,Tg又要随着滑移率S减小而减小,当Tb减小,Tg也减小时说明曲线已经在A区,此时Tb又要增大。系统不断重复地进展这种周期性的搜索过程,直到找到最优制动力矩,并在它附近循环工作。
根据上述思路,得出如下关系：
从上式可以看出,当ΔTb、ΔTg符号一样时应增加制动力矩;当符号相异时则应减少制动力矩。
根据上述策略，可得到相应的自寻优控制流程图如下：
根据上述车辆单轮模型和自寻优控制策略分析建立如下列图所示的单轮ABS自寻优控制的仿真模型：
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在自寻优控制中制动转距的增长速率被理想化,增压和减压均是按固定的斜率均匀变化的,即流程图中所示的nUi和nUd。在自寻优控制法仿真试验过程中,对于控制器局部采用按流程编写m-function来实现，用m-function编写m语言比拟容易实现。如上图所示，m-function的输入为地面制动力矩的变化率ΔTg,制动器制动力矩的变化率ΔTb与制动器制动力矩Tb，输出为制动器制动力矩。
仿真初始参数及路面特征参数如下所示：
经过调试自寻优控制模块即可得较为理想的ABS自寻优控制。
三纯电动汽车ABS制动能量回收策略分析
再生制动，亦称为反应制动，是一种使用在电动汽车上的制动技术。在制动时把汽车动能转化及储存起来，而不是变成无用的热。在制动过程中，把电动机当作发电机使用，由驱动轮的惯性作为动力源拖动发电机切割磁感线，讲动能转化为电能，电能经逆变器等附件进入电池将能量储存起来。动力制动通常只会把产生的经过电阻转变成无用的热，而再生制动则会把电力储起来或透过电网送走，再生循环使用。一般的再生制动只会把约20%的动能再生使用，其余的仍然转变成热能。
本文选用二