混合動力汽車能源控制的魯棒性研究

在多種能源和輸出路徑的情況下，需要能量控制器控制能量的輸出方式和輸出量，因此對于混合動力汽車則需要綜合考慮燃油經濟性和操縱性。本文研究的能量控制器，采用最短路徑式隨機動態(tài)規(guī)劃方法。該方法基于滿足驅動力最小能量的消耗，考慮傳動系統(tǒng)傳動約束的隨機優(yōu)化控制設計方法。經過仿真和大量實際駕駛循環(huán)試驗，并與主要汽車制造公司提供的控制器數據進行對比之后發(fā)現，采用最短路徑式隨機動態(tài)規(guī)劃方法的能量控制器使燃油降低10%，并且該控制器對駕駛循環(huán)數據有更好的魯棒性。

本文采用兩種汽車動力學模型代替之前的標準汽車模型、“方向控制”模型和“高精度”模型，因為之前的汽車動力學模型無法顯示汽車冷起動時的離合器嚙合情況。這兩種模型的聯合仿真是基于簡化模型設計得到的。該組合模型能更好地反映汽車模型的復雜動力學情況。

所采用的能量控制器與基準控制器相比，其在實際駕駛循環(huán)中有更好的表現，并且在不同的駕駛模式下有更好的魯棒性。

該能量控制器采用高精度仿真模型進行仿真。通過統(tǒng)計方法對采用該控制器的燃油經濟性、操縱性、電池維護進行循環(huán)試驗。結果表明，該控制器與基準控制器相比，性能提升10%。采用簡化的度量方法對該控制器控制下的普通駕駛性能進行評判，符合采用復雜度量方法的評判結果。動態(tài)規(guī)劃方法不僅得到性能最優(yōu)化曲面，還能協(xié)助設計生產控制器實現性能優(yōu)化。

刊名：Journal of Dynamic Systems，Measurement，and Control（英）

刊期：2016年第136期

作者：Daniel F.Opila et al

編譯：馬曉宇