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混合動(dòng)力汽車(chē)能量管理動(dòng)態(tài)規(guī)劃子問(wèn)題的分析解決方法

在近15年中，混合動(dòng)力汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)注點(diǎn)都集中在最優(yōu)能源管理系統(tǒng)上，通常建立的仿真模型是非線(xiàn)性的，具有連續(xù)和整型的決策策略，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的扭矩分配、齒輪選擇和發(fā)動(dòng)機(jī)的起停。之前的研究提出許多解決能源管理問(wèn)題的不同方法，且這些方法都是從龐特里亞金最大值原理得到的常規(guī)方法，如動(dòng)態(tài)規(guī)劃（DP）方法、凸優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和同等耗能最小控制策略（ECMS）。本文主要關(guān)注DP方法。DP方法主要優(yōu)勢(shì)是其具有通用的算法，能夠處理大多數(shù)的界定問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)常規(guī)方法中無(wú)法保證的全局最優(yōu)解。對(duì)比凸優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，DP方法可以處理整型決策變量而不需要局部近似法和迭代法。相對(duì)于ECMS，DP方法的重要優(yōu)勢(shì)是狀態(tài)約束量可以用更加正式的方式處理。DP方法需要將時(shí)間和狀態(tài)柵格化，代價(jià)函數(shù)基于時(shí)間和狀態(tài)柵格定義。

在學(xué)術(shù)研究中，經(jīng)常利用DP方法解決混合動(dòng)力汽車(chē)的能源管理問(wèn)題，本文重點(diǎn)關(guān)注如何減少DP方法的計(jì)算需求量。DP方法利用了柵格代價(jià)函數(shù)的局部近似法和導(dǎo)出每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配策略分析法，因此沒(méi)有必要在代價(jià)函數(shù)中量化轉(zhuǎn)矩分配和通過(guò)插值識(shí)別最優(yōu)策略。文中用到兩個(gè)不同代價(jià)函數(shù)的近似值：①局部線(xiàn)性近似值；②二次樣條差值近似值。仿真結(jié)果顯示，DP方法計(jì)算時(shí)間明顯縮短，但其燃油消耗卻降低很少；在樣條插值近似值的代價(jià)函數(shù)中，明顯減少了內(nèi)存儲(chǔ)需求；該方法同樣適用于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)。

刊名：IEEE Transactions on Vehicular Technology（英）

刊期：2015年第4期

作者：Viktor Larsson et al

編譯：陳飛