منبع مقاله درباره سلسله مراتب، کنترل هوشمند، نرم افزار

نگارش
امین حاجی زاده گستج
بهمن
1383
بسم الله الرحمن الرحیم
تقدیم به پدرم که بی نیازیم آموخت
به مادرم که به من درس محبّت داد
و تقدیم به روح پدر بزرگ بزرگوارم
که سرچشمه دانایی و صبر بود.
تقدیر
اکنون که به لطف خداوند بزرگ این پایان نامه را به پایان رسانده ام، بر خود لازم می دانم تا از زحمات استاد بزرگوارم جناب آقای دکتر سیّد محمّد تقی بطحایی که در طول انجام پروژه از هر گونه کمک و راهنمایی ایشان بهره جسته ام و نیز از جناب آقای مهندس محسن محمدیان بخاطر راهنمائی های ارزشمندشان، تشکر و قدر دانی نمایم.
همچنین از دوستان عزیزم جناب آقای مهندس سید روح اله امامی میبدی، مهندس امیر حسین شهیری نیا و مهندس محمد سام آرام بخاطر حمایتهای بی دریغشان، کمال تشکر را دارم.
اظهار نامه دانشجو
موضوع پایان نامه : طراحی استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی برای خودروهای هایبرید برقی
استاد راهنما: آقای دکتر سیّد محمد تقی بطحایی
نام دانشجو: امین حاجی زاده گستج
شماره دانشجوئی: 811312004
اینجانب امین حاجی زاده گستج دانشجوی کارشناسی ارشد
مهندسی برق گرایش قدرت دانشکده برق دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی گواهی می نمایم که تحقیقات ارائه شده در این
پایان نامه توسط شخص اینجانب انجام شده و صحت و اصالت مطالب نگارش شده مورد تائید می باشد، و در موارد استفاده از کار دیگر محققان به مرجع مورد استفاده اشاره شده است . بعلاوه گواهی می نمایم که مطالب مندرج در پایان نامه تاکنون برای دریافت هیچ نوع مدرک یا امتیازی توسط اینجانب یا فرد دیگری درهیچ جا ارائه
نشده است و در تدوین متن پایان نامه چارچوب(فرمت) مصوب دانشگاه را بطور کامل رعایت کرده ام.
امضاء دانشجو:
تاریخ:
فرم حق طبع ونشر و مالکیت نتایج
1- حق چاپ و تکثیر این پایان نامه متعلق به نویسنده آن می باشد. هرگونه کپی برداری بصورت کل پایان نامه یا بخشی از آن تنها باموافقت نویسنده یا کتابخانه
دانشکده برق دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی مجاز می باشد.
ضمنا متن این صفحه نیز باید در نسخه تکثیر شده وجود داشته باشد.
2- کلیه حقوق معنوی این اثر متعلق به دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی می باشد و بدون اجازه کتبی دانشگاه به شخص ثالث قابل واگذاری نیست.
همچنین استفاده از اطلاعات و نتایج موجود در پایان نامه بدون ذکر مرجع مجاز نمی باشد.
فهرست مطالب صفحه
( مقدمه )
انواع خودروهای هایبرید 1
استراتژی های کنترلی در خودروهای هایبرید برقی 4
محتوای فصلهای بعدی 5
(فصل اوّل) 6
استراتژیهای کنترلی در خودرو های هایبرید برقی 6
مقدمه 7
1-1) استراتژی های کنترلی بر پایه قوانین تجربی 8
2-1) استراتژی کنترل مبتنی بر بهینه سازی استاتیکی 19
1-2-1) تعریف مسئله 21
3-1) استراتژی کنترل مبتنی بر کنترل بهینه 37
1-3-1) فرمول بندی مسئله 41
2-3-1)بهینه سازی براساس برنامه ریزی پویا 46
3-3-1) نتایج شبیه سازی 48
4-3-1)شناسایی الگوی رانشی 55
4-1) استراتژی کنترل مبتنی بر مدلسازی دینامیکی 62
(فصل دوّم ) 72
استراتژی های کنترل هوشمند 72
مقدمه 73
(فصل سوّم) 90
ساختار کنترل سلسله مراتبی در خودرو های هایبرید برقی و مدلسازی آن 90
مقدمه 91
1-3) سیستم های دینامیکی هایبرید 91
مثال(1-3) 94
مثال(2-3) 95
2-3) ساختار سلسله مراتبی خودرو هایبرید برقی 96
3-3) مدلسازی دینامیکی سیستم محرکه رانشی خودرو هایبرید برقی 102
1-3-3)مدل دینامیکی موتور الکتریکی 102
2-3-3)مدل دینامیکی موتور احتراقی 104
3-3-3) مدلسازی دینامیکی باتری 105
4-3-3) مدل سازی دینامیکی خودرو 105
5-3-3) محاسبه گشتاور درخواستی 106
4-3)سیستم محرکه رانشی خودرو هایبرید سری و معادلات حاکم بر مدهای عملکردی 107
1-4-3) مد الکتریکی 107
2-4-3) مد هایبرید 108
5-3) روابط دینامیکی مربوط به حالتهای عملکردی در خودرو هایبرید برقی موازی 108
1-5-3) مد موتور الکتریکی 109
2-5-3) مد هایبرید 110
3-5-3) مد ترمزی 110
شکل(9-3) مدهای کنترلی در خودرو هایبرید برقی 111
(فصل چهارم) 112
طراحی و شبیه سازی استراتژی کنترل هوشمند سلسله مراتبی برای خودرو هایبرید برقی 112
مقدمه 113
1-4) طراحی استراتژی کنترل نظارتی هوشمند براساس منطق فازی برای خودرو هایبرید موازی 113
2-4) طراحی استراتژی کنترل سلسله مراتبی برای خودرو هایبرید سری براساس مدلسازی دینامیکی زیر سیستمها 122
3-4) نتایج شبیه سازی 128
(فصل پنجم) 130
دست یابی به استراتژی کنترل سلسله مراتبی زمان واقعی برای خودرو هایبرید برقی 130
نتایج و شبیه سازی 130
مقدمه 131
1-5)پیاده سازی استراتژی کنترل سلسله مراتبی برای خودرو هایبرید موازی 134
2-5)شرایط گذر بین مدهای کنترلی 136
3-5) نتایج شبیه سازی 143
نتیجه گیری 149
نظرات و پیشنهادات 151
مراجع 152
ضمائم 158
فهرست شکلها و جدولها صفحه
شکل (1-1) ساختارسیستم کنترل خودرو هایبرید برقی را نشان می دهد. 9
شکل(2-1) استراتژی تقسیم توان براساس نقشه های بازده موتور احتراقی 14
جدول(1-1) نتایج شبیه سازی استراتژی کنترل 16
شکل(3-1) عملکرد موتور احتراقی برحسب متغیرهای مختلف 17
شکل(4-1) موقعیت کاری مطلوب برای یک موتور احتراقی 20
شکل(5-1) فرآیند استراتژی کنترل تطبیقی 23
شکل(6-1) منحنی بازده انرژی موتور احتراقی 25
شکل(7-1) منحنی مصرف سوخت برحسب موتور الکتریکی 27
شکل(8-1) نمودار تغییرات شارژ باتری برحسب گشتاور موتور الکتریکی 28
شکل(9-1)منحنی مصرف سوخت برحسب تغییرات حالت شارژ باتری 29
شکل(10-1) تاثیر فاکتور تنظیم روی حالت شارژ باتری 31
شکل(11-1) مجموع انرژی محاسبه شده برای یک در خواست گشتاور و سرعت 32
شکل(12-1) منحنی آلودگی مربوط به NOx که تابعی از سرعت و گشتاور موتور احتراقی می باشد. 32
شکل(13-1) منحنی مربوط به مقدار دهی آلودگی 33
شکل(14-1) نرمالیزه کردن مصرف انرژی سوخت و آلودگی هوا 33
شکل(15-1) تابع فشرده کلی و تابع انرژی نرمالیزه شده 35
شکل(16-1) نتایج حاصل از بهینه سازی Baseline 36
شکل(17-1) نتایج حاصل از بهینه سازی تطبیقی 36
شکل(18-1) مقایسه نتایج حاصل از دو بهینه سازی زمان واقعی و Baseline 37
شکل(19-1) تاثیر?(0) بر ?SOC 40
شکل(20-1) منحنی بازده موتور الکتریکی 43
شکل (21-1) مدل استاتیکی باتری 45
شکل(22-1) منحنی بازده باتری در حالت شارژ ودشارژ 45
شکل(23-1) نتایج شبیه سازی با در نظر گرفتن مصرف سوخت 48
جدول(2-1) نتایج شبیه سازی مربوط به مصرف سوخت و آلودگی 49
شکل(24-1)نتایج آلودگی و مصرف سوخت پس از حل مسئله بهینه سازی 50
شکل(25-1) نتایج بهینه سازی با در نظر گرفتن آلودگی و مصرف سوخت 51
نمودار (26-1) مراحل بهینه سازی دینامیکی را نشان می دهد. 52
شکل(27-1) منحنی نسبت تقسیم توان بهینه برحسب توان درخواستی روی سرعت سیستم انتقال 54
جدول(3-1) مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی برای استراتژی های کنترلی مختلف 55
شکل(28-1) ساختار کلی استراتژی کنترل براساس شناسایی الگوی رانشی 56
استفاده می شود. 57
شکل(29-1) فلوچارت و متغیرهایی که برای تعریف مجازی الگوهای رانشی منتخب بکار می رود. 57
جدول(4-1) شش الگوی منتخب که براساس فرآیند شناسایی الگوی رانشی بدست آمده است 58
شکل (30-1) الگوی رانشی با میانگین توان پایین و تغییراستاندارد بالا 59
شکل (31-1) الگوی رانشی با میانگین توان بالا و تغییراستاندارد پایین 59
شکل(32-1) ساختار کلی استراتژی کنترل چند حالته 60
جدول(5-1) نتایج شبیه سازی حاصل از قانون کنترل زیر بهینه برای هر الگوی حرکتی منتخب 60
جدول(6-1) مقایسه نتایج حاصل از کنترل تک حالته و چند حالته وکنترل بهینه 61
شکل(33-1) ساختار خودرو هایبرید با کنترل کننده دینامیکی 63
شکل(34-1) نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی کنترل دینامیکی 64
شکل(35-1) نتایج حاصل از شبیه سازی براساس استراتژی کنترل لیاپانوف 66
شکل(36-1) ساختار کنترل عصبی تطبیقی 67
شکل(37-1) ساختار کنترل کننده مورد نظر برای خودرو هایبرید برقی 69
شکل(1-2) ساختار کنترل کننده فازی 75
شکل(2-2) توابع عضویت ورودی و خروجی 77
شکل(3-2) منحنی تغییرات مقدار K 77
شکل(4-2) سطح فازی استراتژی کنترل 78
شکل(5-2)نتایج شبیه سازی برای سیکلهای رانشی مختلف 78
شکل(6-2) ساختار کنترل کننده فازی 79
شکل(7-2) نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی کنترل 81
شکل(8-2) تغییرات ولتاژ باتری 81
شکل(9-2) ساختار کنترلر فازی بهینه 82
شکل(10-2) ساختار استراتژی کنترل فازی 84
جدول(1-2) محدوده تغییرات هر یک از ژنها 87
جدول (2-2) مقایسه جوابهای بهینه با دوروش گرادیان و الگوریتم ژنتیک 88
جدول(3-2) مقایسه نتایج آلودگی های محیط زیستی دو روش الگوریتم ژنتیک و گرادیان 88
شکل (11-2) منحنی های لحظه ای آلودگی CO 89
شکل(1-3) ساختار یک سیستم پیوسته 92
شکل(2-3) ساختار سلسله مراتبی یک سیستم هایبرید 93
شکل(3-3) ساختار کلّی یک استراتژی سوئیچینگ 94
شکل(4-3) ساختار ماشین حالت محدود برای سیستم انتقال اتوماتیک 95
شکل(5-3) ساختار کنترل ترموستاتی برای کنترل دما 96
جدول (1-3) بعضی از حالتهای عملکردی در خودرو هایبرید برقی را نشان می دهد. 100
شکل(6-3) ساختار کنترل سلسله مراتبی در خودرو هایبرید برقی 101
شکل(7-3) ساختار الکتریکی و مکانیکی خودرو هایبرید سری 107
شکل(8-3) ساختار مکانیکی و الکتریکی خودرو هایبرید موازی 109
شکل(9-3) مدهای کنترلی در خودرو هایبرید برقی 111
شکل(1-4) ساختار خودرو هایبرید موازی موجود در نرم افزار Advisor 114
شکل(2-4) کنترل نظارتی سلسله مراتبی خودرو هایبرید برقی 114
شکل(3-4) ساختار کنترل نظارتی که درجعبه ابزار stateflow پیاده سازی شده است. 116
شکل(4-4) استراتژی کنترلی سطح بالا و پیاده سازی آن در محیط Simulink 117
شکل(5-4) ساختار کلّی استراتژی کنترل فازی 118
شکل(6-4) توابع عضویت ورودی مربوط به کنترل کننده فازی را نشان می دهد. 119
شکل(7-4) مدلسازی خودرو هایبرید موازی و ساختار کنترل کننده نظارتی 120
جدول(1-4) نتایج حاصل از آلودگی و مصرف سوخت با استراتژی کنترل فازی 120
شکل(8-4) نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی کنترل فازی 121
جدول(2-4) نتایج آلودگی و شبیه سازی با استراتژی کنترل فازی موجود در Advisor 122
جدول(3-4) نتایج آلودگی و شبیه سازی با استراتژی Baseline موجود در Advisor 122
شکل(9-4) ساختار استراتژی کنترل نظارتی برای خودرو هایبرید سری 123
شکل(10-4) ساختار کلّی استراتژی کنترل فازی برای کاهش تغییرات نقطه کار موتور احتراقی 125
شکل(11-4) توابع عضویت ورودی برای کنترل کننده فازی 126
جدول(4-4) مقادیر قطعی مربوط به ?Pg 127
جدول(5-4) پایگاه قوانین فازی 127
شکل(12-4) نتایج شبیه سازی استراتژی کنترل فازی بر اساس مدلسازی دینامیکی زیر سیستم ها Error! Bookmark not defined.
شکل(1-5) نقاط کار بهینه

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه ارشد درموردحق تصرف

دیدگاهتان را بنویسید