基于工况识别的CNG混合动力公交车控制策略优化研究

【摘要】基于工况识别的CNG混合动力公交车控制策略优化研究我国政府在建设资源节约型、环境友好型社会的指导思想下，大力推进新能源汽车的发展。其中影响力最大的就是在2009年启动的十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程μ，先后在25个城市展开了节能与新能源汽车的示范运行工作，很好地带动了新能源汽车的推广。长春市作为第一批试点城市之一，率先进行新能源汽车的推广工作。在长春市示范运行的混合动力公交车的燃料是压缩天然气（CNG），是一种清洁且廉价的能源，在混合动力公交车节能环保的基础上，可以进一步降低运营成本以及排放污染。本文结合《一汽混合动力客车技术保障与节能技术开发》项目，针对在长春示范运行的CNG混合动力公交车存在的气耗偏高问题，展开了一系列研究，在不改变整车结构及原车逻辑门限值控制策略的基础上，通过工况识别及控制参数优化的方法达到了降低气耗的目的。本文的主要研究工作及成果包括以下几个方面：（1）进行了实际工况的数据采集及整理。对长春市的实际公交工况进行数据的采集，并选出10个最常用的特征参数来反映工况的特征；将实测的长工况进行分割，得到50组短工况，运行时间在600s左右，并计算出50组短工况的特征参数。（2）进行了工况的分类及识别研究。首先采用SPSS软件对50组短工况的10个特征参数进行主成分分析，将10个相互关联的特征参数用3个相互独立的主成分来表示；再根据3个主成分的得分进行K均值聚类分析，先后分为3类和4类，经比较得出分为3类更为合适，并选出了3个代表性工况；通过箱线图分析从10个特征参数中选出对分类影响较大的5个，作为工况识别器的输入；构建了工况的模糊识别器，其隶属度函数根据箱线图进行确定；对模糊识别器的识别准确度进行了验证，结果表明该识别器的识别准确度较高，在95%以上，可以用于进行工况的识别。（3）进行了仿真平台的搭建及控制参数的优化。根据整车参数及原车的门限值控制策略，搭建了Cruise整车模型及Simulink控制策略模型；针对不同的代表性工况，采用遗传算法对相关的控制参数进行逐一优化，得到优化参数库，并与原车控制参数进行了对比仿真验证，证明了采用优化控制参数的控制策略的气耗更低。（4）最后根据工况识别及控制参数优化的研究结果，在原车门限值控制策略的基础上搭建了基于工况识别的优化控制策略，并与原车的门限值控制策略进行了对比仿真验证，仿真结果显示，基于工况识别的优化控制策略的发动机、电机工作点分布更为合理，发动机、电机的效率也有了明显的提高，使得气耗大大地降低，燃油经济性得到了有效地改善。
【作者】白东明；
【导师】初亮；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】CNG混合动力公交车；工况采集；工况识别；遗传算法；控制参数优化；

【参考文献】
[1]孙雪娇.中国中央银行票据有效性研究[D].辽宁大学,金融学,2012,硕士.
[2]楼能.基于网格智能体的地铁站行人流模拟研究[D].北京建筑大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[3]庄小东.新型高分子信息存储材料的设计与制备[D].华东理工大学,2011.
[4]陈寅.植物叶形状与叶脉结构的自动分类研究[D].浙江理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[5]刘纯.金融产业对楼宇经济贡献研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[6]朱建华.金世宗朝宰相群体研究[D].中南民族大学,中国古代史,2013,硕士.
[7]王金珠.基于ECU硬件在环的车辆半主动悬架系统应用研究[D].吉林大学,车辆工程,2014,硕士.
[8]陶俊.重庆市大气总悬浮颗粒物污染特征及来源解析[D].重庆大学,环境工程,2003,硕士.
[9]张晓宇.我国经济适用房法律制度研究[D].辽宁大学,法律,2012,硕士.
[10]朱元庆.浦东天然气转换工程正抓紧进行中[J].上海建设科技.1996(01)
[11]聂永.关于安顺移动无线接入网技术问题的研究[D].重庆大学,电子与信息工程,2003,硕士.
[12]刘凯宇.高墩大跨PC连续刚构桥荷载试验评价关键参数研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[13]阳波.粘连非均匀背景的图像分析与处理技术[D].湖南师范大学,计算数学,2004,硕士.
[14]李君霞.水稻蛋白质近红外模型的建立及其在育种中的应用研究[D].中国农业大学,2005.
[15]冯清澄.微波网络的正切参数表征及其应用[J].宇航计测技术.1989(05)
[16]周伟,方进,吴维越,逯康康,郑晓东,刘斌,宋文娟.ITER用校正线圈管内电缆导体稳定性分析[J].低温与超导,2014,05:4-7.
[17]卢玉婷.上市公司环保核查法律制度的完善[D].中国海洋大学,经济法学,2014,硕士.
[18]陈立平.无人机载SAR雷达伺服系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2011,硕士.
[19]冯博琴,严子敏,张萍.引入计算机技术,提高教学管理与决策科学水平[J].高等工程教育研究.1993(03)
[20]马瑶.中国老龄人口管理职能及其优化研究[D].中共上海市委党校,政治学理论,2014,硕士.
[21]杨虹.我国地方政府税收竞争问题研究[D].浙江财经学院,财政学,2013,硕士.
[22]柴青青.《米德尔马契》的新历史主义解读[D].河北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[23]董国民.内蒙古中部欠发达地区农村信息服务研究[D].河北大学,情报学,2014,硕士.
[24]陈杰.试验小区面积大小对稻田节肢动物群落调查结果的影响[D].华中农业大学,农业昆虫与害虫防治,2014,硕士.
[25]朱攀,桑梅,高杨,王晓龙,刘珂,王俊龙,杨天新.基于单壁碳纳米管的波长可切换被动锁模光纤激光器[J].中国激光,2013,02:55-61.
[26]宝莹.知识集成的工作流管理系统的研究与设计[D].沈阳工业大学,2005.
[27]韩娜.一种重要的分子间相互作用—卤键的理论研究[D].河北师范大学,物理化学,2014,硕士.
[28]刘娇,杨晓伟.LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2表面混合修饰的改性研究[J].电池,2014,05:286-289.
[29]叶慧芬.面向服务的旅游资源信息服务平台及其应用研究[D].浙江工业大学,2007.
[30]王亚东,丁明跃,彭嘉雄,胡修林.不同天气条件下自然景物图象的模拟[J].自动化学报,1998,01:141-144.
[31]苏欣.论新课程中高中思想政治课学习方式的研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[32]宋龙龙,王太勇,宋晓文,徐磊,宋德刚.基于Petri网建模与FTA的动车组受电弓故障诊断[J].仪器仪表学报,2014,09:1990-1997.
[33]杜磊.春秋战国时期剑文化形成及其影响的研究[D].吉林大学,体育,2013,硕士.
[34]赵新洛,郁黎明,盛雷梅,安康.碳纳米材料的制备及应用[J].上海大学学报(自然科学版),2011,04:438-446.
[35]李小志.苏霍姆林斯基自我教育思想及启示[D].河北师范大学,教育学原理,2013,硕士.
[36]李强,陈凯华,赵云生,管崇学.W-FGD中折板式除雾器性能的数值模拟[J].煤炭转化.2007(03)
[37]黄凡,王登红,陈毓川,王成辉,唐菊兴,陈郑辉,王立强,刘善宝,李建康,张长青,应立娟,王永磊,李立兴,李超.中国内生钼矿床辉钼矿的微量元素特征研究[J].矿床地质,2014,06:1193-1212.
[38]王家勤.浅谈我国酶制剂工业的发展[J].精细与专用化学品.1999(05)
[39]王庆华.轻油制气用于城市燃气[J].城市公用事业.1996(05)
[40]谢芬.论行政强制程序的谦抑属性[D].湖南师范大学,法学理论,2013,硕士.
[41]陈灿.FDI对我国产业政策安全的影响研究[D].北京交通大学,2014.
[42]程静.海事行政执法柔性机制研究[D].大连海事大学,公共管理,2012,硕士.
[43]田环环.同神经节段“胰俞”“脾俞”对T2DM大鼠作用机制的实验研究[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2014,硕士.
[44]覃银红.变曲率和变刚度构件的表面轮廓与形变测量[D].广东工业大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[45]张恒磊,刘天佑.基于Curvelet域的位场多源数据融合方法[J].石油地球物理勘探,2011,04:648-653+667+499.
[46]高哲.正弦激振频率法测定在役拉索索力研究[D].辽宁工程技术大学,大跨度空间结构,2012,硕士.
[47]徐伟涛.社区信息化中终端软件系统的设计与实现[D].山东大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[48]章亚芳.DGZ6盾构机减速器多级行星架有限元分析研究[D].沈阳建筑大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[49]吴彤.立信会计师事务所核心竞争力研究[D].苏州大学,会计（专业学位）,2014,硕士.
[50]王建非.两种双脯氨醇的合成及其在不对称催化直接羟醛缩合反应中的应用[D].苏州大学,有机化学,2003,硕士.