基于模型預(yù)測控制的四驅(qū)混合動力汽車能量管理策略研究.pdf

1、控制策略是混合動力汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，因其對整車燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性及排放性能所產(chǎn)生的重要影響而成為近年來的研究熱點，尤其是以燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的控制策略是混合動力汽車控制策略的發(fā)展方向。本文以燃油經(jīng)濟(jì)性為著眼點，以四驅(qū)混合動力汽車為研究對象，重點研究了模型預(yù)測控制在混合動力汽車上的應(yīng)用。
　　本文在建立了關(guān)鍵部件模型和整車縱向動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上搭建了四驅(qū)混合動力汽車的前向仿真模型框架;制定了邏輯門限值控制策略以驗證仿真模型的有效

2、性;針對四驅(qū)混合動力系統(tǒng)的獨特結(jié)構(gòu)構(gòu)建了基于動態(tài)規(guī)劃算法的全局優(yōu)化策略，在保證發(fā)動機(jī)高效工作的基礎(chǔ)上求解全局最優(yōu)值。這兩種控制策略的結(jié)果為后續(xù)模型預(yù)測控制策略的制定提供了理論依據(jù)和性能基準(zhǔn)。
　　基于模型預(yù)測控制基本原理，將動態(tài)規(guī)劃算法與滾動優(yōu)化相結(jié)合，設(shè)計了面向燃油經(jīng)濟(jì)性的模型預(yù)測控制策略，重點研究了優(yōu)化求解過程中的關(guān)鍵問題;參照仿真結(jié)果對策略進(jìn)行了改進(jìn)，通過在目標(biāo)函數(shù)中引入懲罰函數(shù)限制電池荷電狀態(tài)下降速度;研究了模型預(yù)測控制策

3、略在不同預(yù)測時域下的油耗表現(xiàn)，以驗證滾動優(yōu)化方法的有效性。在此基礎(chǔ)上分析了三種不同預(yù)測模型的車速及加速度預(yù)測效果，通過對比預(yù)測結(jié)果的均方根誤差選定了多步馬爾科夫預(yù)測模型，制定了隨機(jī)模型預(yù)測控制策略;在分析隨機(jī)模型預(yù)測控制策略控制性能的基礎(chǔ)上優(yōu)化了控制量的尋優(yōu)范圍以提高發(fā)動機(jī)的工作效率。最后對比隨機(jī)模型預(yù)測控制策略與基于恒值的模型預(yù)測控制策略和基于先驗知識的模型預(yù)測控制策略的仿真結(jié)果，證明了基于馬爾科夫模型進(jìn)行車速預(yù)測是可行的;對比隨機(jī)模