混合動(dòng)力汽車載能量管理控制策略的分析

太陽(yáng)能混合動(dòng)力汽車（HSV）雖然具有混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）的一些特點(diǎn)，但也存在著明顯不同。利用仿真分析對(duì)HSV應(yīng)用的一個(gè)基礎(chǔ)規(guī)則（RB）的串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛控制策略進(jìn)行了評(píng)估。將基于遺傳算法（GA）批量?jī)?yōu)化的內(nèi)燃機(jī)調(diào)度作為假設(shè)的參考基準(zhǔn)。

基礎(chǔ)規(guī)則控制結(jié)構(gòu)由外部任務(wù)和內(nèi)部任務(wù)構(gòu)成。外部任務(wù)定義在停車期間所需的最終期望充電狀態(tài)，以達(dá)到存儲(chǔ)足夠的太陽(yáng)能而進(jìn)行完整的行駛周期。內(nèi)部任務(wù)可通過(guò)內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和最終期望充電狀態(tài)的最大偏離值估計(jì)出平均功率，作為平均牽引功率的一個(gè)函數(shù)。應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)（DP）來(lái)優(yōu)化發(fā)電機(jī)調(diào)度，可以將超過(guò)預(yù)期的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)車電力需求的燃油消耗降到最低，選擇電池的充電狀態(tài)為狀態(tài)變量，同時(shí)考慮充電狀態(tài)間隔。通過(guò)GA優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)調(diào)度時(shí)，優(yōu)化間歇相比于應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)僅降低了3.5%，從而確定可遺傳算法技術(shù)應(yīng)用于HSV和HEV的有效性。模擬試驗(yàn)研究基于RB規(guī)則，在循環(huán)特征上顯示出功率預(yù)測(cè)對(duì)時(shí)間跨度的依賴性。對(duì)于車輪出現(xiàn)的平均功率需求，時(shí)間跨度呈現(xiàn)線性增加趨勢(shì)。同時(shí)，進(jìn)行了輻射水平對(duì)HSV燃油經(jīng)濟(jì)性影響的評(píng)估，結(jié)果表明在市區(qū)行駛時(shí)太陽(yáng)能可以保證較高的貢獻(xiàn)率。綜合來(lái)看，這些模擬分析除提供了RB控制策略可在HSV上進(jìn)行正確實(shí)施的有效信息外，同時(shí)也表明了HSV在城市和公路駕駛條件下能夠提供動(dòng)力的潛力。

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作者：Marco Sorrentino et al

編譯：羅濤魯棒多變量控制在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能源管理中的應(yīng)用

魯棒多變量控制器往往在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）中扮演非常重要的角色。本文通過(guò)介紹混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力學(xué)特性，展示了一個(gè)兩輸入兩輸出（TITO）魯棒控制器。由于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車扭矩管理受到不確定參數(shù)以及內(nèi)燃機(jī)和集成電機(jī)間強(qiáng)耦合的約束，通過(guò)該魯棒控制器對(duì)其進(jìn)行了具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用。

涉及的控制系統(tǒng)提供了能夠使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車扭矩管理具有保證穩(wěn)定性和強(qiáng)勁的性能，因?yàn)榕ぞ毓芾硎艿讲淮_定因素（如燃燒滯后、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、阻尼）、未建模的不確定復(fù)雜自由度（如加油和點(diǎn)火延遲等影響）、不可測(cè)量的外部擾動(dòng)（如車輛載荷）、傳感器噪聲以及估計(jì)誤差等影響。

主要針對(duì)MIMO魯棒反饋控制器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，特別是在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車扭矩管理中的應(yīng)用，扭矩管理的主要目的是在提高燃油消耗率的同時(shí)降低CO2的排放，魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的架構(gòu)可以解決現(xiàn)有控制設(shè)計(jì)方法的缺陷。仿真結(jié)果驗(yàn)證了魯棒多變量控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠有效地幫助混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在制造過(guò)程中降低成本、風(fēng)險(xiǎn)以及縮短生產(chǎn)周期。

Sajjad Fekri et al.2012 IEEE International Conference on Control App-lications(CCA), Part of 2012 IEEE Multi-Conference on Systems and Control.Dubrovnik,Croatia.

編譯：任貝