混合动力电动汽车能量管理控制策略及仿真

研究电动汽车能量管理优化控制问题,混合动力电动汽车(HEV)能量管理系统,由于动力效率决定于发动机性能控制。针对传统方法燃油利用率低,车辆驾驶控制方式影响了优化。为了提高能源优化效率及优化驾驶控制,提出了一种燃油经济性和驾驶性能全局优化的能量管理控制策略。首先在系统中加入驾驶性能变量,并在代价函数中加入驾驶性能限制,然后把HEV能量管理问题建模为多步决策过程问题,运用动态规划(DP)原理,得到了全局优化的能量管理控制器。将该控制器模型嵌入高级车辆仿真器ADVISOR的并联车辆模型中,与传统规则的控制策略进行仿真对比。仿真结果表明,新的控制策略使燃油经济性提高了约16%,并且使驾驶性能控制在良好的范围内,能有效提高HEV能量管理的效率和实用性,为优化设计提供了依据。     

基于PMP算法的HEV能量优化控制策略

针对常用混合动力汽车（Hybrid electric vehicle,HEV）中锂离子电池在功率波动较大时难以满足需求,以及单个驱动周期内HEV燃油能耗大且能量不能很好回收等问题,研究采用锂离子电池和超级电容器混合储能系统（Lithium-ion battery and super-capacitor hybrid energy storage system,Li-SC HESS）与内燃机共同驱动HEV运行.结合比例积分粒子群优化算法（Particle swarm optimization-proportion integration,PSO-PI）控制器和Li-SC HESS内部功率限制管理办法,提出一种改进的基于庞特里亚金极小值原理（Pontryagin's minimum principle,PMP）算法的HEV能量优化控制策略,通过ADVISOR软件建立HEV整车仿真模型,验证该方法的有效性与可行性.仿真结果表明,该能量优化控制策略提高了HEV跟踪整车燃油能耗最小轨迹的实时性,节能减排比改进前提高了1.6%~2%,功率波动时减少了锂离子电池的出力,进而改善了混合储能系统性能,对电动汽车关键技术的后续研究意义重大.     

ISG混合动力汽车制动力动态协调控制策略研究

本文针对混合动力汽车的制动过程能量回馈效率不足进行分析.以ISG技术的中度混合动力汽车为平台,通过分析混合动力汽车前、后轮制动力分配以及摩擦制动力和再生制动力的合理分配,建立了基于制动安全性和高效制动能量回收的动态协调再生制动控制策略模型,并在不同的路况下进行仿真分析和修正.仿真结果表明,制动力动态协调控制策略与原有传...     

插电式混合动力汽车车速预测及整车控制策略

本文针对插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)这一典型混杂系统,提出了一种基于车速预测的混合逻辑动态(mixed logical dynamical,MLD)模型预测控制策略.首先,通过对发动机和电动机能量消耗模型进行线性化,建立双轴并联插电式混合动力城市公交车的动力传动系统数学模型;其次,运用模糊推理进行驾驶意图分析,提出基于驾驶意图识别和历史车速数据相结合的非线性自回归(nonlinear auto-regressive models,NAR)神经网络车速预测方法进行未来行驶工况预测.然后,以最小等效燃油消耗为目标建立PHEV的混合逻辑动态模型,运用预测控制思想对车速预测时域内最优电机转矩控制序列进行求解.最后,通过仿真实验验证了本文所提出控制策略在特定的循环工况下与电动助力策略相比,能够提高燃油经济性.     

动力驱动系统匹配与控制策略研究

能源、有害气体和温室气体排放是影响今后汽车技术发展的三大问题.可外接充电式混合动力电动汽车是指可以使用电力网对动力电池进行充电的混合动力电动汽车,是向最终的清洁能源汽车过渡的最佳方案之一.为实现新一代燃料电池城市客车原理样车的动力性能指标,样车动力驱动系统采用串联式能量混合型结构,基于可外接充电技术,对动力驱动系统的主要部件性能参数进行了合理的匹配理论研究.基于ADVISOR软件建立动力驱动系统仿真模型并提出了不同工作模式和控制策略.分别从纯电动工况、中国典型城市客车车况下对纯电动里程、SOC、动力电池和燃料电池的输出功率进行了仿真研究、动力性能满足性能指标要求,仿真结果验证了匹配理论、控制策略和模型的准确性.     

ISG混合动力电动汽车控制策略仿真研究

控制策略是混合动力汽车的关键技术,直接影响混合动力汽车整车性能.ISG混合动力汽车中发动机和电机输出转矩在同轴上耦合,工作要求具有独特性.通过对驱动结构和工作要求分析,以优化整车动力性和燃油经济性为目标,提出了针对ISG混合动力系统的电辅助控制策略,制定了各行驶工况下的控制逻辑.建立了相关控制模型,在Advisor软件平台上对控制策略进行了仿真.仿真结果表明,提出的电辅助控制策略完全适用于ISG混合动力汽车,与传统汽车相比,整车动力性和燃油经济性均得到进一步提高.     

插电式混合动力汽车模型预测控制策略研究

针对传统插电式混合动力汽车智能控制策略计算量大,难以实现实时最优控制的问题,提出了基于蓄电池充放电管理的插电式混合动力汽车预测控制策略.利用实测通勤插电式混合动力汽车车速信息,以蓄电池荷电状态为系统状态变量,以蓄电池充放电功率为系统控制变量,插电式混合动力汽车燃油消耗量最低为系统性能指标,设计了插电式混合动力汽车的模型预测控制智能优化算法,运用连续广义最小残量方法求解最优控制问题.在Matlab/Simulink与GT-POWER联合仿真平台上进行仿真,实验结果验证了所设计的模型预测控制算法不仅可以大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性,而且能够满足实时控制的要求.     

基于DSP的混合动力汽车能源总成控制系统

分析了混合动力汽车能源总成控制技术的发展趋势,针对长丰集团CFA6470HEV型混合动力汽车的特点,利用数字信号处理器(DSP)的快速运算能力及强外围功能。实现了基于DSP技术的混合动力汽车能源总成控制系统的设计和运行。测试结果表明。CFA6470HEV在混合模式(HEV)下的油耗、最高车速、加速性能均优于燃油模式(ICE),而它运行在燃油模式下即等价于CFA6470G。另外,若能将发动机的出力纳入控制。有望进一步降低油耗,减少尾气排放。     

神经网络工况识别的混合动力电动汽车模糊控制策略

采用模糊控制可以改进混合动力电动汽车(HEV)的燃油经济性和排放性,但是对模糊控制器进行优化时通常只针对某一典型工况.不同的城市的行驶工况有一定差别,影响了模糊控制改善混合动力电动汽车性能的效果.研究中以广州和上海市主干道行驶工况为例,首先建立了一个模糊控制策略,并采用遗传算法,以汽车燃油经济性和排放性为优化目标,分别针对广州和上海主干道行驶工况对模糊控制器中隶属度函数进行优化.然后建立了一个基于模糊神经网络的行驶工况识别方法,通过识别广州和上海的主干道行驶工况,对控制策略中模糊控制器的隶属度参数进行相应调整,结果证明采用模糊神经网络识别行驶工况的HEV模糊控制策略可以进一步提高汽车的燃油经济性和排放性能.     

混合动力汽车再生制动系统的建模与仿真

再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统.可以将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电机发电的方式储存到电池中,在启动和加速过程中加以利用.提出了一种再生制动系统的结构和并行制动力分配下的再生制动控制策略,建立了再生制动系统中主要元件的数学模型.为了验证该再生制动系统的性能以及工作可靠性,在MATLAB/Simulink平台上,以改装混合动力汽车夏利TJ7100为基础样车,通过试验数据和数学模型相结合的方式建立再生制动系统的仿真模型,最终得出仿真计算结果,以此来验证该系统.考虑汽车在市区频繁的启动/停车、加速/制动,选择市区十五工况进行仿真.仿真结果表明,有效能量回收效率为17.2%,明显改善了该车的燃油经济性,并减少了排放污染,验证了提出的再生制动系统结构及其控制策略的合理性,为以后对电动汽车的研究打下了坚实的理论基础.     

仿人智能推理与控制器的研究

人工控制过程和人的控制思维分析表明,人工控制过程是一种高层次的“没有推理的智能”,即更多的是没有抽象符号推理的控制过程。形象直觉思维和抽象逻辑思维同时发挥作用,而形象直觉思维在人工控制过程中占主导地位。文中提出的仿人智能推理与控制器模型,较为确切地模拟了人的“控制智慧”,并对各个模块的功能和实现进行了论述。     

复杂控制系统的描述与仿人智能控制

复杂控制系统难以建立较精确的数学模型, 文中给出了其描述模型, 定义了定值控制和跟踪控制两个控制问题, 简述了仿人智能控制, 为解决复杂系统的控制问题提供了理论基础     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

Decentralized control of the Tennessee Eastman Challenge Process

A decentralized control system is developed for the Tennessee Eastman Challenge Process (TE problem). The design procedure begins with the selection of the method for production-rate control, to which inventory controls and other functions are then coordinated. Results show that production rate can be maximized at any of the three standard product compositions, even when the feed of reactant A is lost. All specifications of the challenge problem are satisfied despite large disturbances in feed composition and reaction kinetics. Variability in product rate and quality is less than that seen in previous studies. The process can operate on-spec for long periods without feedback from composition measurements. Setpoints for certain variables (such as reactor temperature and concentrations of A and C in the reactor feed) must be chosen a priori, and the effect on operating cost is estimated. The performance of the proposed decentralized control is compared to that of a nonlinear model predictive control (NMPC) developed previously. There appears to be little, if any, advantage to the use of NMPC in this application. In particular, the decentralized strategy does a better job of handling constraints - an area in which NMPC is reputed to excel. Reasons for this are discussed.     

On the worst-case disturbance of minimax optimal control

We consider a minimax optimal control problem for uncertain stochastic systems. The uncertainty in the underlying stochastic system is formulated in terms of probability measure perturbations satisfying a relative entropy constraint. By characterizing the worst-case measure for a related stochastic minimax game, it is shown that the worst-case uncertain system can be represented in the form of a parametric perturbation of the nominal system. A numerical example is presented to illustrate theoretical results developed in this paper.     

广义预测控制系统的闭环分析

本文通过把广义预测控制转化为内模控制结构,导出了其中控制器、滤波器的定量表达,并在此基础上分析了系统的闭环动态特性、稳定性和鲁棒性。这些理论结果提供了设计广义预测控制系统的依据。     

液压釜温度自适应预测控制

详细介绍了液压釜温度系统自适应控制方案、误差分析及实际应用调试情况.应用 全系数自适应控制理论及模型预测控制原理设计了一种新的自适应预测控制方案,并给出了 控制算法的稳定性证明及闭环系统稳态误差和动态特性分析.实际应用表明,该方法对建模 误差、系统延时及测量噪声具有较好的鲁棒性.     

基于模糊自适应PID的温度控制系统的设计

针对锅炉温度系统,研究设计了一种自适应模糊PID控制器。其突出优点是应用模糊控制适应系统的不确定性,能够提高对象模型不确定时PID参数的自适应能力。很大程度上改善了系统的控制品质,提高了系统的鲁棒性。实际运行结果证明了该方法的有效性。     

New control strategies for utilizing power system networks more effectively: The state of the art and the future trends based on a synthesis of the work in the cigre study committee 38

CIGRÉ Study Committee 38 deals with power system analysis and techniques. This paper gives the current status of the work in relation to making networks more effective. New equipment and new principles for system control are mentioned, as well as new concepts for investigating system reliability. The purpose is to define strategies for making networks more effective in the future.     

过程控制中的一种预测控制算法仿真研究

随着预测控制在过程控制中的应用,预测控制在算法和理论研究上取得了很大的进展。本文主要采用动态矩阵控制算法设计预测控制器,并分析动态矩阵控制算法各参数对系统控制品质的影响。仿真实例表明,通过合适的参数设计,它能得到好的控制效果。