減少輔助負(fù)荷的汽車空調(diào)系統(tǒng)能量最優(yōu)控制策略

提出了一種基于模型的方法設(shè)計汽車空調(diào)系統(tǒng)能量管理控制策略。基于空調(diào)系統(tǒng)的能量模型來獲得熱交換機(jī)上的制冷劑和壓縮機(jī)功率消耗的復(fù)雜動態(tài)特性，通過約束多目標(biāo)的最優(yōu)化控制來優(yōu)化燃油消耗、車內(nèi)舒適性和耐久性之間權(quán)衡問題。通過一組動態(tài)規(guī)劃生成的帕累托分析解決方案來權(quán)衡燃油經(jīng)濟(jì)性、性能和耐久性。基于龐特里雅金最小值原理，對混合動力系統(tǒng)開發(fā)最佳壓縮機(jī)離合器的控制策略。仿真結(jié)果表明，所提出的控制策略，改善了燃油經(jīng)濟(jì)性，同時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和駕駛舒適性。

汽車空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)難點(diǎn)在于要平衡多個相互沖突的目標(biāo)、以及帶有開關(guān)控制輸入的非線性動力學(xué)問題。對于乘用車的空調(diào)系統(tǒng)，基于能量的模型通過試驗數(shù)據(jù)來進(jìn)行開發(fā)和驗證。結(jié)合動態(tài)規(guī)劃和帕累托分析來識別不同數(shù)值之間的目標(biāo)函數(shù)，建立改善燃油經(jīng)濟(jì)性的基準(zhǔn)。

基于混合動力系統(tǒng)的控制理論設(shè)計子空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控控制器。該方法將整數(shù)控制輸入的優(yōu)化控制轉(zhuǎn)化為以嵌入離散輸入的連續(xù)時間最優(yōu)控制，并采用帕累托分析來解決連續(xù)時間最優(yōu)控制問題。采用這種方法獲得最優(yōu)控制映射回離散域，以解決能量控制問題。通過仿真驗證，與動態(tài)規(guī)劃法相比較，本文所提出的方法略微次優(yōu)，但顯著提高了基線生產(chǎn)的控制算法?；趧討B(tài)規(guī)劃算法獲得的最優(yōu)控制策略不依賴于驅(qū)動周期，因此研究重點(diǎn)應(yīng)該使得空調(diào)系統(tǒng)工作循環(huán)的最佳持續(xù)時間不受具體的驅(qū)動周期影響，而僅取決于空調(diào)本身的特性。

刊名：IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2016年第1期

作者：Quansheng Zhang et al

編譯：孫堅