The Study of Vehicle Intelligent Electric Energy Management System 戴瑞言、張舜長 副教授
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ABSTRACT
This paper is mainly to introduce how to use grey theory and genetic algorithm to improve fuzzy control on the electrical energy system of conventional vehicle and parallel hybrid motorcycle vehicle’s 12 and 24 voltage alternator to elevate the efficiency of its generating, use Genetic Algorithm to improve fuzzy controller, make fuzzy controller simplified the efficiency more. Under the premise of more conforming to the practical needs of the battery, its fuzzy controller makes the most fuzzy decision computing of the battery’s remained power value according to the predicted value and real value of grey theory. Furthermore, intelligent judgments are used to offer the generator with the best exciting current, so that the battery can be kept at the highest working efficiency all the time to extend its life. The composition of the hybrid control system is the grey genetic algorithm fuzzy controller as the primary system and the original transistor control circuit as the secondary system. As a result, the generator can still undergo its planned jobs even when the exciting controlling system is out of order. Meanwhile, drivers can be reminded of the generating condition of their generators so as to keep the charging system in excellent conditions.
Keywords : Fuzzy Control ; Grey Theory ; Genetic Algorithm ; State of Charge ; Optimal Exciting Control ; Hybrid Charging Control System
Table of Contents
第一章 緒論 1.1研究動機………1 1.2文獻探討………
………2 1.3論文架構與研究流程………5 1.3.1實驗系統架 構之元件及設備介紹………6 1.3.2車輛電能管理系統架構流程………
…13 1.3.3實驗進行注意事項………15 第二章 交流發電機特性分析 2.1發電機元件結 構功能探討………17 2.1.1佛萊明右手定則………
…18 2.2發電機轉換效率與激磁電流關係……… 20 2.3現今並聯式混合動力車專用交流發電機與一 般車輛交流發電機之 差異………23 2.4並聯式混合動力機車電能系 統數學模型………25 2.4.1並聯式混合動力機車電能系統總轉移函數………29 第三章 電瓶放電特性測試及殘電量數據建立 3.1電瓶功用簡述………32 3.2電瓶電瓶 作用原理………34 3.2.1電瓶比重與充放電程度之關係………
………36 3.3鉛蓄電瓶系統最佳效能控制與特性分析………47 3.3.1鉛酸電瓶放電反應特性測試………
………48 3.3.2電瓶輸出效率和輸出能量………50 3.4電瓶溫度量測
………52 3.4.1模糊控制電瓶溫度量測流程………
…54 3.4.2溫度感測器LM335IC……… …55 3.4.3電瓶溫度量測電路總運算式………
………57 第四章 模糊控制理論、灰色理論、遺傳基因演算法理論探討 4.1模糊控制理論………
………61 4.1.1模糊邏輯控制系統基本架構………63 4.1.2模糊 化(Fuzzification)……… ……64 4.1.3資料庫(Data Base)………
… 66 4.1.4推理機構(Inference Engine)………67 4.1.5解模糊化(Defuzzification)………
……… 69 4.1.6 12 Volts車輛模糊控制系統……… …70 4.1.7 12 Volts車輛電能模糊控制系 統實驗結果討論與分析……… …74 4.2灰色理論………79 4.2.1傳統統計 迴歸………79 4.2.2灰關聯分析（Grey Relational Analysis）………
…80 4.2.3灰關聯生成的四項公理………81 4.2.4灰關聯度………
………82 4.2.5灰關聯係數………82 4.2.6辨識係數………
………84 4.2.7灰關聯度………84 4.2.8灰關聯架構分析………84 4.3遺傳基因演算法設計模糊控制器………
………88 4.3.1遺傳基因法則演化過程………89 4.3.2 G.A.模糊控制器系統
……… 92 第五章 12 Volts車輛灰色模糊控制系統效能和實測結果分析 5.1 12 Volts車輛電 能管理系統……… 98 5.2 12 Volts車輛電能灰色模糊控制系統……… 99 5.2.1灰色模糊控制系統……… 108 5.3 12 Volts 車輛電能灰色模糊控制測試結果分析…
……… 112 第六章 24 Volts並聯式混合動力機車電能控制系統效能和實測結果分析 6.1 24 Volts並聯式混合式動力機 車動力與電能控制系統………116 6.1.1並聯式混合動力機車動力系統作動模式……… 117 6.1.2並聯式 混合動力機車動力系統作動模式與S.O.C的關係…………123 6.2 24 Volts並聯式混合式動力機車電能模糊邏輯控制系統測試 結 果分析……… 123 6.3 24 Volts並聯式混合式動力機車電能控制系統測試 結果分析……127 6.4印證並聯式混合動力機車引擎最佳經濟燃油範圍G.A. Fuzzy電能管 理控制系統之控制可行性…………
……… …………131 6.4.1並聯式混合動力機車動力系統實驗測試平台修正………… ……132 6.4.2並聯式混合 動力機車行駛動力分析……… ……133 6.4.3並聯式混合動力機車動力系統G.A. Fuzzy電能管理控制系統最 佳經濟燃油轉速範圍測試結果分析……… 137 第七章 結論 7.1建議與未來研究方向………
……… ……146 參考文獻………147 附錄A………
……… 153 REFERENCES
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