مدلسازی و شبیه سازی خودروی هیبریدی موازی و طراحی یک کنترل کننده فازی جهت کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی

با توجه به افزایش سطح مصرف انرژی و آلاینده ها، نیاز به سیستمهای جدیدی جهت کاهش مصرف سوخت می باشد. با در نظر گرفتن اینکه خودروها یکی از عوامل اصلی افزایش آلاینده ها می باشند، راه حلهایی جهت کاهش مصرف آنها ارائه گردیده است. از جمله این راه حلها خودروهای هیبریدی می باشند که از دو و یا چند منبع تامین انرژی استفاده می نمایند. در خودروهای هیبریدی که در حال حاضر استفاده می گردند، معمولاً از دو منبع انرژی شیمیایی و الکتریکی استفاده می گردد. با توجه به دو منبع انرژی نیاز به طراحی یک کنترلر دقیق جهت مدیریت مصرف می باشد. طراحی و بهینه سازی کنترلر با توجه به اینکه نیاز به تغییرات اساسی در ساختار خودرو تولیدی ندارد، جزو پارامترهایی دارای اولویت در بهینه سازی سیستم می باشد. در این پایان نامه با استفاده از روش منطق فازی یک کنترلر جدید برای خودرو هیبریدی موازی طراحی گردیده است. جهت شبیه سازی مشخصات فیزکی خودرو از نرم آفزار شبیه سازی پیشرفته خودرو استفاده و یکی از نمونه های پیش فرض موجود در نرم افزار استفاده گردیده است. جهت طراحی کنترلر دو پیش فرض رعایت استاندارد خودروهای نسل جدید و حفظ 60 درصد شارژ باتری در انتهای سیکل رانندگی لحاظ گردیده است. کنترلر فازی طراحی شده دارای دو ورودی میزان شارژ باتری و گشتاور مورد نیاز خودرو و یک خروجی تعیین گشتاور تولیدی موتور احتراقی می باشد. جهت شبیه سازی از سه سیکل رانندگی درون شهری رایج ژاپن، آمریکا و اروپا استفاده گردیده و با استفاده از این سه سیکل میزان گشتاور مورد نیاز سیستم در طی حرکت پیش بینی و نمودار تابع عضویت ورودی گشتاور با استفاده از این اطلاعات طراحی می گردد. تابع عضویت شارژ باتری با در نظر گرفتن پیش فرض مسئله و نمودار شارژ و دشارژ باتری طراحی می گردد. جهت طراحی تابع عضویت خروجی از نمودار بازده مصرف و جدول میزان مصرف سوخت موتور احتراقی استفاده گردیده است. در نهایت با استفاده از نمودار خروجی بخش فازی نسبت به تعیین میزان گشتاور تولیدی موتور احتراقی اقدام می گردد. این میزان گشتاور با استفاده از مشخصات موتور احتراقی به صورت چهار معادله تعیین گردید. جهت به دست آوردن معادلات این خطوط از روشهای عددی و سعی و خطا استفاده گردیده است. در نهایت خروجی کنترلر جدید، با سه کنترلر پیش فرض فازی نرم افزار مقایسه می گردد. کنترلر جدید با رعایت پیش فرضهای مساله، کاهش مصرف سوخت نسبت به کنترلرهای پیش فرض نرم افزار را نشان می دهد که این مقدار نسبت به کنترلری که براساس بیشترین بازده موتور تا 50 درصد کاهش مصرف سوخت را بدست آورده است.