混合动力汽车燃油经济性模型预测控制策略

为了实现对混合动力汽车实时的燃油经济性控制,提出了改进的马尔可夫模型预测控制方法。建立了混合动力汽车关键部件模型,从克服阻力和速度跟踪两个方面建立了车辆需求转矩模型,从而建立了混合动力汽车仿真模型;使用多步马尔可夫模型预测车辆状态;在模型预测控制目标函数中引入电量参考值,当电量大于参考值时使用模型预测最优控制策略,当电量低于参考值时,在目标函数中引入电量惩罚项,使用改进的模型预测控制策略。经仿真验证,在新欧洲行驶工况下,马尔可夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了4.27%,比规则能量管理策略减少了4.99%;在中国城市工况下,马尔科夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了8.32%,比规则能量管理策略减少了13.16%。     

基于随机模型预测控制的四驱混合动力汽车能量管理

基于随机模型预测控制基本原理,研究了四驱混合动力汽车的能量优化管理。采用马尔可夫模型预测加速度变化过程,通过计算得到混合动力汽车未来需求转矩。在保证电池荷电状态平衡的前提下,以燃油经济性最优为目标,建立混合动力汽车能量管理优化模型。针对建立的非线性优化模型,采用动态规划算法进行有限时域内的滚动求解。将提出的控制策略在dSPACE中进行软件在环仿真试验。研究结果表明,随机模型预测控制策略可以实现四驱混合动力汽车基本的能量管理,可在保证各动力部件良好工作状况的前提下,提升燃油经济性。与基于恒值模型的预测控制策略相比,随机模型预测控制策略下的平均燃油经济性提升了8.30%,优化结果接近有先验知识的预测控制策略。     

基于随机模型预测控制的四驱混合动力汽车能量管理探究

目前,混合动力汽车的数量持续增多,为使此类汽车的燃油消耗达到最低,应当对其能量进行有效管理。基于此点,文章从混合动力汽车能量管理分析入手,构建四驱混合动力汽车模型,在此基础上,对基于随机模型预测控制的四驱混合动力汽车能量管理进行论述。     

轻度混合动力汽车巡航工况总工作效率分析和优化

在混合动力电动汽车巡航工况时,为了降低油耗和延长电池的使用寿命,对其能量管理策略的优化除了考虑发动机和电动机工作点的优化之外,还应考虑电池工作点的优化。针对这个问题,建立一种具有无级变速结构的轻度混合动力电动汽车的纵向动力学方程,在此基础上综合考虑发动机、电池、电动机与传动系统的效率,分析车辆巡航工况下的系统效率,得到系统效率优化的目标函数和约束条件。随后利用序列二次规划算法对轻度混合动力电动汽车系统效率进行优化计算,从而确定车辆巡航工况下的最佳蓄电池功率和最佳无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)减速比。优化结果揭示出驱动系统的特性,可为驱动系统的优化奠定基础。     

基于模型预测控制的协同式自适应巡航控制系统

在城市交通工况中,车辆的驾驶行为对其乘坐舒适性及燃油消耗有着很大的影响。因此提出一种在包含交通灯等信息的交通工况下的协同式自适应巡航控制系统,通过减少不必要的速度保持或加速来提升性能。系统通过处理当前交通信息的数据判断跟踪目标类别,运用模型预测控制来预测前车或车队未来状态,对不同的前方目标采用不同的权值来计算最优控制输入。通过控制车辆保持安全距离并在优化速度下行驶以实现多目标的优化。利用CarSim和Simulink联合仿真,仿真结果显示该控制系统在保证安全的前提下实现了主动的速度调节及目标的切换,在指定仿真工况中对比线性二次调节算法,加速度峰值、加速度变化率峰值及燃油消耗均有所降低,乘坐舒适性和燃油经济性得到较大提升。     

混合动力汽车下坡辅助控制方法

为减轻混合动力汽车(Hybrid electric vehicle,HEV)下坡过程中驾驶员的驾驶负担,提高车辆运行的安全性和经济性,提出一种满足驾驶员主观意图、确保下坡安全性和提高制动能量回收性能的下坡辅助控制(Down-hill assist control,DAC)方法。上层根据车辆下坡行驶过程中安全性需求,以满足驾驶员的主观驾驶意图为原则,提出下坡辅助控制启动和退出策略,并制定辅助控制的目标。中层依据辅助控制目标,利用比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)方法计算总需求制动转矩,根据总制动转矩、各制动系统的制动能力和制动原理,提出电机单独制动、电机-发动机联合制动及电机-发动机-液压联合制动的转矩分配策略。下层针对电机、发动机和液压系统响应特性的不同,提出发动机接入过程的动态协调控制策略与液压转矩变化过程的动态协调控制策略。进行实车验证,结果表明该方法在减轻驾驶员的操纵负担、提高混合动力汽车下坡路段安全性的同时,能降低油耗,并改善舒适性。     

基于变采样时间模型预测控制的自适应巡航系统

提出了一种改进的基于模糊控制框架的变采样时间模型预测控制(MPC)策略.首先在传统模型基础上增添加速度变化率作为状态向量来设计MPC控制器,接着基于模糊控制理论对行驶工况的紧急程度进行了划分,然后利用紧急系数对所设计的MPC控制器的采样时间进行实时优化,最后在Carsim、Matlab/Simu-link以及NI实时系...     

基于模型预测控制策略的协同自适应巡航控制仿真研究

本文基于模型预测控制原理设计了上层控制器,用来决策期望加速度以实现良好的跟车效果,并将期望加速度变化作为优化条件之一引入代价函数中,目的是为了更有效的优化油耗和乘坐舒适性,最后利用Simulink和CarSim的联合仿真验证所提出的控制器。从结果可以看到所设计的控制器能够很有效的控制跟随车辆跟随领航车迅速做出一系列加减速机动,可以在相同的道路条件下使车辆以更小的车间距保持队列行驶来增加道路容量,同时能降低油耗。通过加速度的变化结果可以看到燃油车的换挡操作会造成加速度的突变从而影响乘坐舒适。     

奔腾智能混合动力电动轿车自适应巡航控制系统

为了从整车系统控制角度综合解决车辆的安全、节能和环保问题,突破目前新能源车辆领域和智能汽车领域仍各独自开展相关技术研究的限制,提出一种融合新能源汽车和智能汽车各自先进技术的解决方案—智能混合动力电动轿车,并提出融合双模式切换自适应巡航控制、整车状态识别及转矩分配控制和驱/制动系统协调控制的整车自适应巡航分层控制体系。在上层控制中研究基于实时状态反馈的双模式切换2自由度结构模型匹配控制器,解决适应混合动力驱动系统动态特性的自适应巡航期望转矩制定的难题;在中层控制中采用了综合内燃机(Internal combustion engine,ICE)优化曲线、电动机最佳效率特性和电池最佳效率特性的基线式控制策略;在下层控制中提出发动机/驱动电动机的转矩协调控制策略和电动机制动/EVB液压制动的协调控制策略。在此基础上,通过仿真分析和实车试验对分层控制系统进行评价与验证。仿真与试验结果表明,所开发的分层式控制系统确保整车在自适应巡航状态下,不仅可以有效提高整车安全性和降低驾驶强度,而且使整车具有最佳的燃油经济性和排放性能。     

基于马尔可夫链的混合动力汽车模型预测控制

采用模型预测控制的思路,选取加速踏板位置不变、指数衰减、按马尔可夫链随机分布三种不同的车辆未来转矩需求预测模型,运用动态规划算法进行转矩分配的优化,并与基于规则的混合动力控制策略进行对比。仿真结果表明,马尔可夫链模型预测控制在混合动力车辆能量分配上具有优化潜力。最后提出了模型预测控制应用于混合动力汽车能量分配的进一步研究方向。     

双电机后驱车辆操纵稳定性分层混杂模型预测控制

为改善车辆在复杂工况下的操纵稳定性,解决低附着路面易失稳的问题,针对后驱双电机轮边驱动电动汽车提出一种结合直接横摆控制与主动转向控制的操纵稳定性控制策略。控制策略采用分层控制结构：上层控制器采用多输入多输出系统的模型预测控制,对目标附加横摆力矩与前轮主动转向角进行求解;下层转矩分配控制器采用混杂模型预测控制（hMPC）,将轮胎纵向力的非线性特征简化为分段的混杂系统,在分配驱动转矩时考虑车轮在不同工况下的滑转情况。搭建了基于dSPACE实时仿真系统的仿真平台,在高附着、低附着路面下进行半实物仿真试验。仿真结果表明,与二次规划（QP）转矩分配算法相比,高附着路面工况下平均相对误差减小了17.64%,方均根误差减小了42.86%,最大偏离误差相对减少了7.64%;低附着路面工况下可以有效防止车辆失稳,改善操纵稳定性。     

功率分流混合电动车辆模型的演算和实验论证

由于环保和效率等原因混合电动车辆(HEVS)已经具有很大的吸引力.一个典型的HEV由两个动力系统:一个是普通的动力源如一台汽油机、一台柴油机或一组燃料电池和一个电动系统(包含一台电动机和一台发电机)组成,它可能产生比普通车辆高的燃油经济性.而且,这样的车辆不需要外部充电,而在其内部存在燃料基本设施.HEV的功率分流动力系统构造的独特的HEV动力系统结构串联和并联型式的优点.但是操纵功率分流HEV动力系统要求一个完善的控制系统.设计这样的控制系统要有适当精确的HEV装置的平面模型.对于串联和并联型式的大量研究已经开发了许多动力平面模型.但一个完整的和有效的功率分流HEV动力系统的动力模型尚处于初期阶段.本文提出了在不同传动条件下可实际地和重复所有静态和瞬态现象的功率分流动力系统HEV的动力模型.首次表明了数学推导和这种平面模型和构件的表达,其次是通过计算机仿真分析、验证及性能鉴定和试验车辆在Ford公司性能道路试验实测进行比较.该模拟和实验结果的极好的吻合证实所引导的平面模型的精确性和正确性.因为该平面模型是综合用型谱方法论的系统定向子系统建立的,它很容易改变子系统的功率.开发该平面模型是用来分析和了解动力系的控制动力学,子系统和构件间的干扰以及由于工况和波动的影响的变化的系统瞬变.该平面模型也可用于车辆系统控制器的开发,能量管理战略的估价,结果的解析,编码算法的证明,及其中其他许多目的.     

基于Cruise的混合动力汽车传动系统建模与仿真分析

在车辆动力传动系统设计及匹配研究中,系统的建模是一个非常复杂的过程,耗时较长,给研究工作带来诸多不便。利用专业软件进行建模与仿真可大大提高研究效率。在分析Cruise仿真软件功能特点基础上,进行了混合动力汽车传动系统建模仿真分析。应用该软件建立的车辆动力传动系统模型具有方便、简单、容易调试、直观性强等特点,不仅可以节省大量时间,而且便于用户分析和研究仿真结果以及修正参数,从而快速完成系统的设计。     

混合动力车辆控制策略研究现状

混合动力车辆是从传统车辆过渡到纯电动车辆的一种成熟的产品,发展前景巨大。简要介绍了串联式、并联式和混联式3种混合动力车辆的典型传动结构,并对上述3种不同传动结构的控制策略进行了论述,指出了各控制策略的优缺点。在对现有混合动力车辆控制策略进行归纳和分析的基础上,着重阐述了再生制动优化、模糊逻辑优化、动力系统参数优化和动态协调等优化策略研究现状,并指出了未来混合动力车辆控制策略研究的发展方向。     

混合动力电动汽车转矩管理控制策略设计

混合动力汽车的出现在一定程度上缓解了能源危机和环境问题。控制策略作为混合动力汽车的核心技术,对动力性和燃油经济性的实现起到至关重要的作用。主要研究模糊逻辑控制策略的制定及基于 Advisor 的仿真。提出了将总需求转矩和电池荷电状态划分为更多模糊子集以得到更细的模糊规则的方法。通过比较仿真结果验证了细分的模糊逻辑控制策略对提高动力性和燃油经济性的积极作用。