增程器振動噪聲特性分析與控制研究.pdf

1、增程式電動汽車作為電動汽車的一種新型技術(shù)路線，通過增加一套增程器系統(tǒng)來克服純電動汽車續(xù)駛里程短的缺陷，在大幅延長行駛里程的同時降低了發(fā)動機油耗。目前增程器系統(tǒng)控制策略主要以燃油經(jīng)濟性為單一優(yōu)化目標，在降低油耗的同時忽視了系統(tǒng)NVH性能的優(yōu)化，易造成增程器工作噪聲強烈、振動明顯，影響了乘坐舒適性。本文以增程器為對象，研究其振動噪聲特性及控制策略的改進，在綜合考慮燃油經(jīng)濟性和NVH性能的基礎(chǔ)上，利用多目標優(yōu)化方法完成增程器控制策略的優(yōu)化設(shè)計

2、，在保證系統(tǒng)燃油經(jīng)濟性的同時降低其振動噪聲。
　　文章首先從增程式電動汽車運行模式、增程器結(jié)構(gòu)及工作原理的角度闡述增程器NVH特性，介紹其振動噪聲的主要來源和成因。歸納傳統(tǒng)發(fā)動機發(fā)電機振動噪聲控制技術(shù)，總結(jié)增程器振動噪聲控制的三個方向。闡明現(xiàn)有增程器控制策略中發(fā)動機工況點常位于低油耗率、高轉(zhuǎn)速、高扭矩區(qū)域，易導(dǎo)致其振動噪聲明顯，提出從控制策略角度優(yōu)化增程器NVH性能的方案：運用多目標優(yōu)化方法尋找發(fā)動機相對低油耗、低振動噪聲工作區(qū)域

3、，重新標定發(fā)動機工況點，適當(dāng)程度下略微犧牲燃油經(jīng)濟性而提高NVH性能。
　　運用Matlab/Simulink仿真軟件，依據(jù)增程器結(jié)構(gòu)及控制要求對增程器進行模塊化建模，分別建立發(fā)動機、發(fā)電機及控制器模型，并依據(jù)增程器物理結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩及動能平衡方程連接各子系統(tǒng)從而建立增程器系統(tǒng)模型。根據(jù)模型仿真結(jié)果分析正常工況下增程器各個性能參數(shù)特性，完成對增程器工作原理及運行策略的闡述，驗證控制策略的準確性與可靠性，并提出從控制策略的角度優(yōu)化增程器

4、振動噪聲性能的思路和方法。
　　參照國標和企標設(shè)計了增程器振動噪聲及油耗測量臺架試驗并撰寫試驗大綱，依據(jù)大綱完成了增程器系統(tǒng)在預(yù)定穩(wěn)態(tài)測試工況點的機體振動加速度、1m包絡(luò)面輻射噪聲聲壓及發(fā)動機油耗的測量。運用小波變換濾波等方法完成了試驗數(shù)據(jù)處理，最終得到了增程器在各個測試工況點的機體振動烈度、1m包絡(luò)面輻射噪聲聲壓級與發(fā)動機油耗率數(shù)據(jù)。運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了油耗率、機體振動烈度及輻射噪聲聲壓級與增程器轉(zhuǎn)速和有效轉(zhuǎn)矩的非線性映射關(guān)系

5、，并繪制了MAP圖，作為增程器振動噪聲水平的直觀參考。
　　運用二元多項式模型通過非線性回歸的方法擬合油耗率、機體振動烈度和輻射噪聲聲壓級與增程器轉(zhuǎn)速及有效轉(zhuǎn)矩的關(guān)系函數(shù)，作為多目標優(yōu)化模型中的目標函數(shù)。以增程器轉(zhuǎn)速、有效轉(zhuǎn)矩作為設(shè)計變量和約束條件建立增程器多目標優(yōu)化模型，分別運用線性加權(quán)、NSGA-II兩種遺傳算法對增程器多目標優(yōu)化模型進行尋優(yōu)，依據(jù)線性加權(quán)遺傳算法結(jié)果選定三個增程器優(yōu)秀工況點，分別代表了經(jīng)濟性、平穩(wěn)性和較為折中