煞車動力再生飛輪之控制模型建立與模擬

Abstract

鑒於環保意識的抬頭的提倡及綠能科技的發展，本研究對在Formula 1已進入運用階段的科技 KERS Flywheel(Kinetic Energy recovery system by Flywheel，飛輪剎車動力再生系統) 系統做初步的概念分析及介紹，接著探討此系統在控制上應該關注的方向，進而將目標加速度定義為KERS Flywheel系統的重要控制參數。

目標加速度是一個為了分析KERS Flywheel系統之變速比控制而定義的重要參數，以KERS Flywheel系統作為車體的剎車與動力來源時乃需仰賴其變速箱變速比的控制，其變速箱所使用的變速器是目前最先進的Extroid CVT(又稱Torotrak)，著眼其變速比變動連續的優點，吾人可將變速比視為一個連續的函數，並以目標加速度做為變速比控制的重要參數，然而，汽車的運作會受到各種阻力干擾，因此阻力的影響必須考量到目標加速度中，將汽車所受到的三大阻力都整合到變速比的控制，以增加控制精度。 最後，以LabVIEW創建一個具有剎車及油門參數控制的模擬介面，並以一款市售車(Toyota GT 86) 作為車體的規格，而KERS Flywheel則以FIA(國際汽車聯盟)所制定的規格進行模擬，以驗證變速比控制式的正確性，然而經模擬之後發現變速比的變動並不合理，仔細探究之後發現理論的部分並沒有問題，乃是迭代式過於龐雜使得模擬誤差對結果影響甚鉅，此問題則寄望在未來繼續深入研究時解決，而本研究最終的貢獻乃是控制式的建立。

鑒於環保意識的抬頭的提倡及綠能科技的發展，本研究對在Formula 1已進入運用階段的科技 KERS Flywheel(Kinetic Energy recovery system by Flywheel，飛輪剎車動力再生系統) 系統做初步的概念分析及介紹，接著探討此系統在控制上應該關注的方向，進而將目標加速度定義為KERS Flywheel系統的重要控制參數。

目標加速度是一個為了分析KERS Flywheel系統之變速比控制而定義的重要參數，以KERS Flywheel系統作為車體的剎車與動力來源時乃需仰賴其變速箱變速比的控制，其變速箱所使用的變速器是目前最先進的Extroid CVT(又稱Torotrak)，著眼其變速比變動連續的優點，吾人可將變速比視為一個連續的函數，並以目標加速度做為變速比控制的重要參數，然而，汽車的運作會受到各種阻力干擾，因此阻力的影響必須考量到目標加速度中，將汽車所受到的三大阻力都整合到變速比的控制，以增加控制精度。 最後，以LabVIEW創建一個具有剎車及油門參數控制的模擬介面，並以一款市售車(Toyota GT 86) 作為車體的規格，而KERS Flywheel則以FIA(國際汽車聯盟)所制定的規格進行模擬，以驗證變速比控制式的正確性，然而經模擬之後發現變速比的變動並不合理，仔細探究之後發現理論的部分並沒有問題，乃是迭代式過於龐雜使得模擬誤差對結果影響甚鉅，此問題則寄望在未來繼續深入研究時解決，而本研究最終的貢獻乃是控制式的建立。