基于模糊控制的純電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)制熱工況研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-20 09:06
當(dāng)下純電動(dòng)汽車廣泛采用PTC空調(diào)制熱,這種制熱方式具有效率低、能耗高的缺陷。而熱泵空調(diào)具有高效節(jié)能的特點(diǎn),已在家用空調(diào)領(lǐng)域得到驗(yàn)證。本文將對(duì)應(yīng)用在電動(dòng)汽車上的熱泵空調(diào)系統(tǒng)控制策略進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容有:熱泵空調(diào)理論研究以及在AMESim軟件中模型搭建和驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性;熱泵空調(diào)二維多輸出模糊控制策略研究;AMESim和Simulink聯(lián)合仿真分析;基于STM32單片機(jī)為核心的模糊控制器軟硬件設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)熱泵空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行理論研究,簡(jiǎn)要介紹熱泵的定義以及熱泵空調(diào)的工作原理。并在AMESim軟件中搭建電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)模型,參考北京理工大學(xué)魏名山教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱工況采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)-10℃、-5℃、0℃三組工況下的室內(nèi)外換熱器進(jìn)出口壓力、溫度進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。然后基于汽車空調(diào)系統(tǒng)瞬時(shí)性和非線性的特點(diǎn),提出二維多輸出的模糊控制策略,即依據(jù)車室內(nèi)反饋的實(shí)時(shí)溫度,控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)制熱量的多少,從而達(dá)到對(duì)室內(nèi)溫度的高精度調(diào)節(jié)。在Simulink軟件中搭建模糊控制系統(tǒng)并與AMESim軟件中建立的熱泵空調(diào)模型聯(lián)立進(jìn)行聯(lián)合仿真。研究了當(dāng)冬季室外環(huán)境...
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景與價(jià)值
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究?jī)r(jià)值
1.2 國(guó)內(nèi)外空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外熱泵空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)熱泵空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 汽車空調(diào)控制策略研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究工作
2 純電動(dòng)車熱泵型空調(diào)系統(tǒng)仿真模型的建立與驗(yàn)證
2.1 熱泵空調(diào)原理研究
2.1.1 熱泵的定義
2.1.2 純電動(dòng)車熱泵空調(diào)工作循環(huán)
2.1.3 熱泵空調(diào)的理論計(jì)算
2.2 熱泵空調(diào)仿真模型的建立
2.2.1 AMESim軟件簡(jiǎn)介及建模前的假設(shè)
2.2.2 電動(dòng)壓縮機(jī)模型搭建
2.2.3 熱泵空調(diào)室內(nèi)外換熱器模型搭建
2.2.4 四通換向閥及節(jié)流裝置模型搭建
2.2.5 電動(dòng)汽車熱泵型空調(diào)仿真總模型
2.3 仿真參數(shù)設(shè)置與模型驗(yàn)證
2.4 本章小結(jié)
3 電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)模糊控制策略
3.1 模糊邏輯控制工作原理
3.1.1 模糊控制工作原理
3.1.2 模糊控制器一般組成結(jié)構(gòu)
3.2 電動(dòng)汽車空調(diào)模糊控制器設(shè)計(jì)
3.2.1 模糊控制器設(shè)計(jì)
3.2.2 電動(dòng)汽車空調(diào)模糊控制器輸入、輸出變量的模糊化
3.2.3 模糊控制規(guī)則的建立
3.2.4 解模糊化
3.3 搭建模糊控制器模塊
3.4 本章小結(jié)
4 熱泵空調(diào)系統(tǒng)AMESim和 Simulink聯(lián)合仿真
4.1 AMESim和Simulink聯(lián)合仿真前準(zhǔn)備
4.2 AMESim中熱泵系統(tǒng)模型的建立
4.3 Simulink中模糊控制模塊的建立
4.4 聯(lián)合仿真結(jié)果分析
4.4.1 汽車冬季怠速工況
4.4.2 電動(dòng)汽車冬季城市常用工況
4.4.3 汽車冬季高速工況
4.4.4 模糊控制與傳統(tǒng)控制對(duì)比
4.4.5 仿真結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
5 模糊控制器軟硬件設(shè)計(jì)
5.1 控制器硬件設(shè)計(jì)
5.1.1 單片機(jī)的選型
5.1.2 溫度采集模塊
5.1.3 按鍵中斷模塊
5.1.4 LCD液晶顯示模塊
5.1.5 控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路
5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.2.1 主程序
5.2.2 溫度采集及標(biāo)定子程序
5.2.3 模糊控制軟件子程序
5.2.4 LCD液晶顯示子程序
5.2.5 按鍵中斷子程序
5.2.6 PWM占空比子程序
5.3 模糊控制器實(shí)物
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]機(jī)動(dòng)車已成空氣污染重要來源[J]. 曹英楠,楊耀. 生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2018(09)
[2]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)發(fā)展概述[J]. 鄭思宇,魏名山,宋盼盼. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(08)
[3]全球電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)[J]. 羅艷托,湯湘華. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2018(07)
[4]我國(guó)能源技術(shù)革命形勢(shì)及方向分析[J]. 饒宏,李立浧,郭曉斌,許愛東,白浩. 中國(guó)工程科學(xué). 2018(03)
[5]氫燃料電池應(yīng)用進(jìn)展[J]. 徐自亮,余英,李力. 中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué). 2018(02)
[6]新能源汽車企業(yè)融資的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)控制研究[J]. 康東逵. 行政事業(yè)資產(chǎn)與財(cái)務(wù). 2017(36)
[7]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化及試驗(yàn)研究[J]. 胡愛軍,程勛,李延鋒. 制冷. 2017(03)
[8]新能源汽車行業(yè)SWOT戰(zhàn)略綜論——以比亞迪為例[J]. 李甜. 江蘇商論. 2017(07)
[9]基于AMESim和Matlab的純電動(dòng)汽車雙熱源熱泵建模與仿真研究[J]. 夏彬彬,田鎮(zhèn),楊林,谷波. 汽車技術(shù). 2016(09)
[10]AMESim仿真技術(shù)在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 丁瑋,孫強(qiáng),徐慶春. 汽車實(shí)用技術(shù). 2015(08)
博士論文
[1]純電動(dòng)客車變頻熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其優(yōu)化控制研究[D]. 彭慶紅.華南理工大學(xué) 2017
[2]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能及其影響因素的試驗(yàn)研究[D]. 彭發(fā)展.北京理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)性能研究[D]. 康寧.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]基于STM32的中央空調(diào)水控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張琦.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]基于模糊控制理論的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的研究[D]. 孟令真.華北理工大學(xué) 2017
[4]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)控制策略研究[D]. 郭沖.北京理工大學(xué) 2016
[5]純電動(dòng)汽車PTC水暖加熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制系統(tǒng)研究[D]. 楊君.華中科技大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱工況的模擬研究[D]. 劉海彪.北京理工大學(xué) 2015
[7]嵌入式全自動(dòng)血凝儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張衡.武漢理工大學(xué) 2013
[8]基于單片機(jī)的微型汽車空調(diào)控制器設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 蔣文勝.廣西大學(xué) 2012
[9]電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鐘會(huì)球.浙江大學(xué) 2012
[10]熱泵型電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究[D]. 歐陽光.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3292540
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景與價(jià)值
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究?jī)r(jià)值
1.2 國(guó)內(nèi)外空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外熱泵空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)熱泵空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 汽車空調(diào)控制策略研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究工作
2 純電動(dòng)車熱泵型空調(diào)系統(tǒng)仿真模型的建立與驗(yàn)證
2.1 熱泵空調(diào)原理研究
2.1.1 熱泵的定義
2.1.2 純電動(dòng)車熱泵空調(diào)工作循環(huán)
2.1.3 熱泵空調(diào)的理論計(jì)算
2.2 熱泵空調(diào)仿真模型的建立
2.2.1 AMESim軟件簡(jiǎn)介及建模前的假設(shè)
2.2.2 電動(dòng)壓縮機(jī)模型搭建
2.2.3 熱泵空調(diào)室內(nèi)外換熱器模型搭建
2.2.4 四通換向閥及節(jié)流裝置模型搭建
2.2.5 電動(dòng)汽車熱泵型空調(diào)仿真總模型
2.3 仿真參數(shù)設(shè)置與模型驗(yàn)證
2.4 本章小結(jié)
3 電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)模糊控制策略
3.1 模糊邏輯控制工作原理
3.1.1 模糊控制工作原理
3.1.2 模糊控制器一般組成結(jié)構(gòu)
3.2 電動(dòng)汽車空調(diào)模糊控制器設(shè)計(jì)
3.2.1 模糊控制器設(shè)計(jì)
3.2.2 電動(dòng)汽車空調(diào)模糊控制器輸入、輸出變量的模糊化
3.2.3 模糊控制規(guī)則的建立
3.2.4 解模糊化
3.3 搭建模糊控制器模塊
3.4 本章小結(jié)
4 熱泵空調(diào)系統(tǒng)AMESim和 Simulink聯(lián)合仿真
4.1 AMESim和Simulink聯(lián)合仿真前準(zhǔn)備
4.2 AMESim中熱泵系統(tǒng)模型的建立
4.3 Simulink中模糊控制模塊的建立
4.4 聯(lián)合仿真結(jié)果分析
4.4.1 汽車冬季怠速工況
4.4.2 電動(dòng)汽車冬季城市常用工況
4.4.3 汽車冬季高速工況
4.4.4 模糊控制與傳統(tǒng)控制對(duì)比
4.4.5 仿真結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
5 模糊控制器軟硬件設(shè)計(jì)
5.1 控制器硬件設(shè)計(jì)
5.1.1 單片機(jī)的選型
5.1.2 溫度采集模塊
5.1.3 按鍵中斷模塊
5.1.4 LCD液晶顯示模塊
5.1.5 控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路
5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.2.1 主程序
5.2.2 溫度采集及標(biāo)定子程序
5.2.3 模糊控制軟件子程序
5.2.4 LCD液晶顯示子程序
5.2.5 按鍵中斷子程序
5.2.6 PWM占空比子程序
5.3 模糊控制器實(shí)物
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]機(jī)動(dòng)車已成空氣污染重要來源[J]. 曹英楠,楊耀. 生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2018(09)
[2]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)發(fā)展概述[J]. 鄭思宇,魏名山,宋盼盼. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(08)
[3]全球電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)[J]. 羅艷托,湯湘華. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2018(07)
[4]我國(guó)能源技術(shù)革命形勢(shì)及方向分析[J]. 饒宏,李立浧,郭曉斌,許愛東,白浩. 中國(guó)工程科學(xué). 2018(03)
[5]氫燃料電池應(yīng)用進(jìn)展[J]. 徐自亮,余英,李力. 中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué). 2018(02)
[6]新能源汽車企業(yè)融資的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)控制研究[J]. 康東逵. 行政事業(yè)資產(chǎn)與財(cái)務(wù). 2017(36)
[7]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化及試驗(yàn)研究[J]. 胡愛軍,程勛,李延鋒. 制冷. 2017(03)
[8]新能源汽車行業(yè)SWOT戰(zhàn)略綜論——以比亞迪為例[J]. 李甜. 江蘇商論. 2017(07)
[9]基于AMESim和Matlab的純電動(dòng)汽車雙熱源熱泵建模與仿真研究[J]. 夏彬彬,田鎮(zhèn),楊林,谷波. 汽車技術(shù). 2016(09)
[10]AMESim仿真技術(shù)在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 丁瑋,孫強(qiáng),徐慶春. 汽車實(shí)用技術(shù). 2015(08)
博士論文
[1]純電動(dòng)客車變頻熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其優(yōu)化控制研究[D]. 彭慶紅.華南理工大學(xué) 2017
[2]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能及其影響因素的試驗(yàn)研究[D]. 彭發(fā)展.北京理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)性能研究[D]. 康寧.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]基于STM32的中央空調(diào)水控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張琦.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]基于模糊控制理論的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的研究[D]. 孟令真.華北理工大學(xué) 2017
[4]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)控制策略研究[D]. 郭沖.北京理工大學(xué) 2016
[5]純電動(dòng)汽車PTC水暖加熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制系統(tǒng)研究[D]. 楊君.華中科技大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱工況的模擬研究[D]. 劉海彪.北京理工大學(xué) 2015
[7]嵌入式全自動(dòng)血凝儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張衡.武漢理工大學(xué) 2013
[8]基于單片機(jī)的微型汽車空調(diào)控制器設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 蔣文勝.廣西大學(xué) 2012
[9]電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鐘會(huì)球.浙江大學(xué) 2012
[10]熱泵型電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究[D]. 歐陽光.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3292540
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