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.     

一种新型的模糊控制器设计方法

本文针对当前模糊一线性复合控制器的设计方法进行了研究,提出了一种新型的模糊控制器设计方法,即通过修改模糊控制规则,使控制器达到与模糊一线性复合控制器同样的控制效果。     

电动汽车机电复合制动力分配策略研究

为了实现再生制动力与机械制动力在驱动轮和从动轮之间的优化分配,在保证车辆制动安全的同时提高能量回收效率,将汽车理想制动力分配I曲线与模糊算法相结合,提出一种基于模糊控制的电动汽车机电复合制动力分配策略。设计了电动汽车再生制动力分配模糊控制器,根据车辆工况与理想制动力分配I曲线,计算前后轮上分别应加载的机电复合制动力大小。建立了电动汽车制动系统动力学仿真模型,在此基础上进行仿真分析。最后利用Advisor仿真软件对该分配策略进行回收能量效率测试。结果表明,该分配策略既能保证汽车前后轮的制动力分配按照理想制动力I曲线分布,确保汽车的制动安全;又能有效地实现再生制动能量回收,提高电动汽车的续驶里程。     

感应加热电源温度控制算法的仿真

对负载的温度控制是中频感应加热电源最重要的控制环节,由于中频感应加热电源系统模型的复杂性以及实际生产过程中负载端引入的干扰因素等,使得传统的模糊控制算法难以达到对系统温度控制的精确性以及抗干扰性的要求。提出一种利用三次均匀B样条拟合模糊控制器输出的方法,应用在中频感应加热电源的温度控制,可以克服传统模糊控制算法精度低,抗干扰性差的缺点。仿真结果表明,与传统的模糊控制算法比较,证明改进后的插值模糊控制算法不仅具有良好的动态特性,而且能有效消除系统稳态误差,提高模糊控制器的控制精度,增强系统的抗干扰能力。     

基于遗传算法的增程式电动车模糊控制器设计

针对燃料电池增程式电动汽车动力系统双能量源间的分配问题,设计基于遗传算法的多输入单输出(MISO)模糊控制器。控制器将动力蓄电池SOC和负载总线实时需求功率作为输入变量,求解燃料电池增程器的最佳输出功率,从而获得蓄电池和燃料电池的输出功率分配关系,以此实现不同功率需求下车载多能量源间的合理分配。为克服传统模糊控制器的参数设置仅依靠专家经验设定的局限性,采用遗传算法对模糊控制器的隶属函数和控制规则参数进行优化设计。通过ADVISOR软件仿真和转鼓实验台实车验证,结果证明,与传统能量控制策略相比,优化设计后的模糊控制能量管理策略能够明显提高增程式电动汽车的燃料经济性,并表现出较好的工况适应能力。     

灰狼算法优化分数阶模糊控制器参数

PID模糊控制在工业控制中是最广泛的一种控制方法,在一些复杂的实际系统中,应用分数阶PID模糊控制器在整定系统参数性能上优于整数模糊控制器.分数阶模糊控制器具有较多的控制参数,这些控制参数直接影响了模糊控制器的性能.用传统的算法校准分数阶模糊控制器并不能得到最佳的参数值,而且标定参数的过程较为复杂.因此提出用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)优化分数阶模糊控制器的参数.将基于灰狼优化算法的分数阶模糊控制器优化方法与其他五种典型的基于群智能的优化方法进行了比较.实验结果表明,该方法的控制效果更好.     

模糊算法在磁控溅射靶电源控制中的应用

针对磁控溅射镀膜生产中,靶电源的输出功率存在大时滞、非线性和难以确定其精确数学模型等问题,提出了将PLC技术与模糊算法相结合的控制策略实现靶电源输出功率的模糊智能控制。首先对模糊控制的原理和模糊控制器的设计进行了详细介绍,然后给出了模糊算法在PLC控制上的具体实现方法。在程序的设计上,采用离线计算、在线查表的方法,不仅节省了实际控制中的计算时间,而且使得复杂的模糊控制算法在实际应用中简单明了。最后通过仿真验证了模糊控制策略在靶电源输出功率的控制上达到了良好的效果。     

基于鱼群算法的复合电源模糊能量管理策略

针对电动车复合电源能量管理中传统模糊控制器设计主要依靠专家先验知识、主观性较大的缺点,提出一种基于鱼群算法优化的模糊能量管理策略,采用鱼群算法对模糊控制器的隶属度函数进行寻优.在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真策略模型并导入到Advisor中联合仿真.结果表明,该控制策略能够合理分配蓄电池与超级电容的功率,且优化后的控制策略降低了整车功耗,提升了车辆性能.     

模糊控制与PID控制的对比及其复合控制

在对PID控制与模糊控制进行对比的基础上提出了一种模糊PID复合控制方案.首先,分别设计了一个常规PID控制器和一个基本模糊控制器;然后,对两种控制方案进行了仿真对比研究,并对它们的优缺点进行了评价;最后,为了将两种方案取长补短、优势互补,设计了一种模糊PID复合型控制器.该复合控制器根据偏差范围的大小,通过模糊控制与...     

一种基于遗传算法的模糊控制规则的优化方法

模糊控制规则的选择是模糊控制器设计的关键问题之一,文中在对现有应用遗传算法优化模糊控制规则的方法进行研究的基础上,以模糊控制规则的完整性和一致性为出发点,提出了一种用遗传算法来优化模糊控制规则的改进算法,具体给出了遗传算法设计中的各种函数和算子的确定,并将优化过的规则用于设计模糊控制器,进行仿真研究,取得了令人满意的效果。     

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.     

并联式混合动力汽车双模糊控制能量管理策略研究

针对单模糊控制策略下再生制动能量不能得到充分回收,提出了一种并联式混合动力汽车的双模糊控制能量管理策略.分别设计了驱动和制动工况下相应的模糊控制器,简化了控制系统设计的复杂度.最后,在Matlab中利用Advisor软件对所设计的双模糊控制策略进行了仿真.结果表明,与电辅助控制策略和单模糊控制策略相比,所设计的双模糊控制能量管理策略,在有效提高燃油经济性和制动工作效率的同时,极大地降低了废气排放.     

Fuzzy Adaptive Filtering-Based Energy Management for Hybrid Energy Storage System

Regarding the problem of the short driving distance of pure electric vehicles, a battery, super-capacitor, and DC/DC converter are combined to form a hybrid energy storage system (HESS). A fuzzy adaptive filtering-based energy management strategy (FAFBEMS) is proposed to allocate the required power of the vehicle. Firstly, the state of charge (SOC) of the super-capacitor is limited according to the driving/braking mode of the vehicle to ensure that it is in a suitable working state, and fuzzy rules are designed to adaptively adjust the filtering time constant, to realize reasonable power allocation. Then, the positive and negative power are determined, and the average power of driving/braking is calculated so as to limit the power amplitude to protect the battery. To verify the proposed FAFBEMS strategy for HESS, simulations are performed under the UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) driving cycle. The results show that the FAFBEMS strategy can effectively reduce the current amplitude of the battery, and the final SOC of the battery and super-capacitor is optimized to varying degrees. The energy consumption is 7.8% less than that of the rule-based energy management strategy, 10.9% less than that of the fuzzy control energy management strategy, and 13.1% less than that of the filtering-based energy management strategy, which verifies the effectiveness of the FAFBEMS strategy.     

太阳能电动车最大功率点跟踪模糊控制器设计

采用模糊控制进行太阳能电动车最大功率点的跟踪,根据太阳能电动车能量控制系统的要求,为提高系统的稳态性和鲁棒性设计了适合于太阳能电动车的带修正因子自调整MPPT模糊控制器,在变化的外界环境下,应用Matlab/Simulink仿真软件包对MPPT模糊控制器控制的能源系统进行了仿真研究,结果表明该控制器对环境的变化有较强的自适应能力,具有优越的控制性能,为太阳能电动车的应用提供了参考。     

Plug_in电动车能量管理控制器研究

基于模糊神经网络算法研究设计Plug_in混合动力汽车整车能量管理控制器。将驾驶行为用神经网络进行建模,驾驶模式、踏板(油门和刹车)位置以及当前车轮力矩作为神经网络输入,目标力矩作为输出;将道路类型、目标力矩、电池SOC、当前车轮力矩为模糊输入变量,以满足整车动力性能、燃油经济性和极限边界极值为约束条件,对混合动力汽车的能量进行分配与管理,并在DSP硬件平台设计实现能量管理控制器。测试表明,行驶里程在40 km内时,样车等价燃油经济性最好,随着行驶里程的增加,燃油经济性下降,整个测试过程中样车动力性能以及各部件工况良好。     

直流微网混合储能系统优化控制策略

和单一储能相比,蓄电池/超级电容混合储能系统可以满足微网多样化的要求.在独立直流微网系统中,根据优先使用功率密度较高的超级电容、减少蓄电池频繁大电流充放电的原则,提出了一种混合储能系统优化控制策略.加入延迟环节延迟蓄电池出力,由超级电容迅速平抑系统功率波动;根据超级电容实时荷电状态和充放电状态,采用模糊控制器调整延迟时间,在保证超级电容安全运行的前提下实现其充分利用;蓄电池作为持续供能设备,采用基于其端电压的多滞环电流控制方法,对蓄电池充放电过程进行优化,减少高频充放电电流切换造成的损伤.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响;但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计;通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计;但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法;首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计;在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计;通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计;实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

电动车转向系统的模糊控制仿真

本仿真的背景基于全国大学生智能车竞赛,研究电动车在随机轨迹上的跟踪转向控制。由于电动车转向控制系统的不确定性,使用传统PID控制无法满足控制需求并可能产生调节振荡。模糊控制技术基于模糊数学理论,通过模拟人的近似推理和综合决策过程,使控制算法的可控性、适应性和合理性得到提高。根据电动车转向控制的特点设计了一种简化了的模糊控制器,并与传统PID控制器进行比较。通过在MATLAB下搭建传统PID控制器模型和简化了的模糊控制器模型,最终分析和比较了该模糊控制器和传统PID控制器的不同控制效果。     

Fuzzy torque distribution control for a parallel hybrid vehicle

A fuzzy torque distribution controller for energy management (and emission control) of a parallel hybrid electric vehicle is proposed. The proposed controller is implemented in terms of a hierarchical architecture which incorporates the mode of operation of the vehicle as well as empirical knowledge of energy flow in each mode. Moreover, the rule set for each mode of operation of the vehicle is designed in view of an overall energy management strategy that ranges from maximal emphasis on battery charge sustenance to complete reliance on the electrical power source. The proposed control system is evaluated via computational simulations under the FTP75 urban drive cycle. Simulation results reveal that the proposed fuzzy torque distribution strategy is effective over the entire operating range of the vehicle in terms of performance, fuel economy and emissions.     

基于免疫粒子群算法的水轮机机组供水系统节能控制方法

传统供水系统节能控制方法忽略了对水轮机状态的监控,导致在降低系统能耗的同时,供水过程出现机组运行不稳定问题,为此,设计基于免疫粒子群算法的水轮机机组供水系统节能控制方法。利用T-S模糊模型构建供水系统数学模型。采用模糊神经网络结构作为新型节能控制的设计原理,设计新的节能控制器。通过免疫粒子群算法实现供水系统的整体控制,降低供水系统能源消耗,完成基于免疫粒子群算法的水轮机机组供水系统节能控制方法的设计。仿真实验结果表明：所提控制方法应用后,供水系统的能源消耗明显降低,且水轮机机组供水运行稳定性得到了提升,应用效果较为理想。