并联新能源汽车最优效率实时控制

为了提高并联混合动力汽车驱动系统的实时效率,降低燃油消耗,本文提出一种基于效率最优的协调控制策略.根据不同驱动模式下电池的充放电状态,建立了充放电状态下驱动系统的等效燃油消耗模型,在分析电池效率和发动机效率的基础上,得到驱动系统效率的统一表达式,进而通过建立不同功率需求不同荷电状态下系统最优效率的功率分配系数图谱,设计了系统效率最优的协调控制策略,协调控制策略根据优化的功率分配系数在发动机和电机间进行力矩分配,协调控制策略可以离线计算并实时执行.两种工况循环下的仿真结果表明效率最优控制策略能有效地提高混合动力系统实时效率和燃油经济性.     

基于多目标遗传算法的增程式电动汽车动力系统参数匹配优化研究

在完成增程式电动汽车（E-REV）动力匹配与性能仿真基础上,针对E-REV动力系统参数匹配优化问题,以整车制造成本、汽车两种运行模式下等效百公里油耗以及百公里加速时间为目标,以驱动电机峰值功率、发动机额定功率以及电池能量为变量,设计了基于线性加权的多目标遗传算法。结果表明,适当牺牲汽车动力性可最大降低制造成本5.19%,并降低等效油耗9.61%以上。可以得出,通过改善匹配方案能进一步提高整车的动力经济性并降低制造成本,研究对E-REV市场推广及量产化具有重要意义。     

ISG-FHEV等效燃油消耗最小控制策略

为了有效提高ISG重度混合动力汽车(full hybrid electric vehicle assisted by an integrated starter generator,ISG-FHEV)发动机和电机驱动系统效率以及整车的燃油经济性,设计了一种等效燃油消耗最小控制策略(equivalent consumption minimization strategy,ECMS);在分析ISG-FHEV功率分流模式的基础上,同时考虑发动机和电机驱动系统效率,构建出包含发动机和电机驱动系统的功率分配、ISG电机和主电机间的功率分配两个控制变量的整车等效燃油消耗最小目标函数;引入庞特里亚金极小值原理(pontryagin’s minimum principle,PMP)并加入电池SOC偏差控制确定等效因子;最后,进行了仿真和对比分析;结果表明,与基于规则的控制策略相比,发动机效率提高9%,ISG电机和主电机总效率提高11.4%,百公里耗油量降低9.98%。     

串联混合动力城市客车整车控制系统研制

介绍安徽安凯汽车股份有限公司HFF6120G03SHEV型串联式混合动力城市客车整车控制系统研制,以串联式混合动力城市客车为控制对象,对驾驶员的需求、整车能量优化分配和整车控制策略进行了分析,设计、制作了整车控制器硬件电路,编写了软件程序.实现了混合动力模式、纯电动模式、发动机模式、能量回收模式、充电模式等正常工作模式,使客车正常工作时发动机始终处于高效区、电池不过充电或过放电,并在客车出现故障时切换到跛行回家模式或单电机驱动模式等故障运行模式,保证客车可以行驶到安全地带.经过试验场测试和实车运行测试,设计、研制完成的整车控制器可在城市公交环境下长期稳定、可靠的运行,能准确实现整车控制功能,并达到显著的节能效果.     

并联式混合动力汽车模糊控制策略及优化研究

能源危机和环境污染是汽车工业的两大挑战,提高发动机的运行效率是关键。在建立发动机模型及电池SOC(state of charge)计算模型的基础上对并联式混合动力汽车(PHEV,parallel hybrid electric vehicle)的控制策略进行研究,设计了模糊控制策略来合理分配发动机、电机的输出转矩。并在此基础上,对传动系统参数进行优化,得到满足PHEV加速和爬坡性能的最小废气排放的传动系统参数。最后,对设计的模糊控制策略进行仿真,并与参数优化后的模糊控制策略进行对比。结果表明传动系统参数优化后,燃油经济性有所提高。     

增程式电动汽车控制策略的优化研究

针对增程式电动汽车恒功率控制策略中发动机工作点难以选择的问题,运用一种基于多目标遗传算法的优化方法,以百公里油耗和排放指标为优化目标,利用AVL CRUISE和Matlab/Simulink软件联合建立增程式电动汽车整车动态性能仿真分析模型,针对NEDC工况和FTP75工况进行恒功率控制策略下发动机工作点优化,仿真结果显示,优化后的发动机工作点有效改善了百公里油耗和尾气排放量。该优化方法可以减少设计者调试和选择电动汽车增程器发动机工作点的时间,具有良好的实用价值。     

PHEV由纯电动向混合驱动模式切换协调控制设计

针对并联混合动力汽车模式切换过程中动力中断和扭矩波动对车辆驾驶性能的影响,提出一种由纯电动向混合驱动模式切换的协调控制方法.首先,根据切换过程动力学分析及控制目标,将该过程分为离合器接合前后两部分.然后,对前者设计干扰观测器估计并补偿扭矩干扰和模型不确定性,提出基于干扰补偿的协调控制策略,以消除干扰,实现发动机的快速起动、同步;对后者引入发动机扭矩延迟变量,并利用电机扭矩补偿发动机扭矩误差,设计基于电机补偿的扭矩切换协调控制策略,实现平滑切换.仿真结果表明,该控制策略与传统控制方法相比,冲击度降低50.5%,有效减小了扭矩波动,确保了模式切换的平顺性,提高了驾驶性能.     

油电混合动力汽车不同工况最小油耗控制仿真

油电混合动力汽车中燃油和电池电能量的使用是影响最小油耗的主要因素.传统控制油电混合动力汽车油耗方法存在设置的SOC门限值不合理问题,导致发动机输出转矩仿真控制效果不佳,因此提出全新的油电混合动力汽车不同工况最小油耗控制仿真.研究采用均值分类法处理基本数据,并将处理数据与汽车行驶工况进行合成;以最小油耗为目标,设置以油耗控制最优问题为核心的SOC门限值;根据发动机输出功率和APU输出功率之间的关系,设计最小油耗仿真控制模型.此次测试共设置5组不同程度的工况,根据测试结果可知:提出的最小油耗控制仿真,对于发动机输出转矩仿真控制,有更好的油耗控制效果,与两种传统方法相比,上述方法在仿真控制下,可以回收的能量比传统方法多出近30％,可见上述方法更加适合控制油电混合动力汽车在不同工况中的油耗.     

基于动态规划不同优化目标的HEV转矩分配策略对比研究

双动力源的结构模式使得混合动力汽车相对于传统汽车拥有更高的燃油经济性,同时也给混合动力汽车整车控制器的设计提出了更高的要求。本文采用动态规划算法,分别以油耗最低同时电池SOC波动尽可能小、以及整车效率最高为目标,对混合动力汽车在NEDC循环工况下的最优转矩分配进行求解。并将两种转矩分配结果进行对比分析,得出选择不同优化目标对控制效果的影响以及SOC参数选择的标准,为制定更加高效的控制规则提供了理论依据。     

基于PMP算法的HEV能量优化控制策略

针对常用混合动力汽车（Hybrid electric vehicle,HEV）中锂离子电池在功率波动较大时难以满足需求,以及单个驱动周期内HEV燃油能耗大且能量不能很好回收等问题,研究采用锂离子电池和超级电容器混合储能系统（Lithium-ion battery and super-capacitor hybrid energy storage system,Li-SC HESS）与内燃机共同驱动HEV运行.结合比例积分粒子群优化算法（Particle swarm optimization-proportion integration,PSO-PI）控制器和Li-SC HESS内部功率限制管理办法,提出一种改进的基于庞特里亚金极小值原理（Pontryagin's minimum principle,PMP）算法的HEV能量优化控制策略,通过ADVISOR软件建立HEV整车仿真模型,验证该方法的有效性与可行性.仿真结果表明,该能量优化控制策略提高了HEV跟踪整车燃油能耗最小轨迹的实时性,节能减排比改进前提高了1.6%~2%,功率波动时减少了锂离子电池的出力,进而改善了混合储能系统性能,对电动汽车关键技术的后续研究意义重大.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.