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《基于遗传蚁群算法的履带式混合动力车辆控制策略参数优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3期(总第182期)车用发动机No.3(SerialNo.182)2009年6月VEHICLEENGINEJun.2009基于遗传蚁群算法的履带式混合动力车辆控制策略参数优化吴静波,张承宁,邹渊,李军求(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:针对控制策略参数优化中存在的问题,提出一种基于遗传蚁群算法的履带式混合动力车辆整车控制策略参数优化的新方法。基于优化设计的思想,以最小燃油消耗量为目标函数,建立控制参数优化问题的数学模型,然后结合遗传算法和蚁群算法各自的优点提出一种遗传蚁群优化算法,并对控制策略参数优化问题进行数值求解。结果表明,优化后车辆燃油消耗减少14.9%,说明
2、该方法可以找到一组全局最优的参数,大大缩短控制参数的实车标定时间。关键词:控制策略;参数优化;混合动力;履带式车辆;遗传算法;蚁群算法中图分类号:TP319.9文献标志码:B文章编号:100122222(2009)0320044205履带式车辆采用混合动力结构,可以在不降低仿真工具Matlab/simulink建立混合动力汽车性能车辆性能的前提下降低油耗和排放。然而多能源动优化问题的数学模型。力系统的高效运行必须依赖于控制策略,以使得整个系统的总体效率最高。目前已提出了许多不同的控制策略,然而控制策略的参数优化始终是一个具[123]有共性的研究点。目前普遍采用的确定控制参数值的方法是依靠工程
3、经验设置初值,并结合“试错法”对参数进行调整。该方法虽然具有一定的实用性,但不能保证动力系统的最佳效率匹配。文献[4]基于遗传算法对图1履带式混合动力车辆动力系统示意图控制策略参数进行优化,但遗传算法没有利用系统中的反馈信息,导致无为的冗余迭代,降低了求解效1.2优化问题模型率。新发展起来的蚁群算法具有正反馈寻优等优建立包含燃油消耗计算在内的整车动力系统数点,但容易出现停滞现象[5]。本研究根据混合动力学模型,在该模型上利用优化算法对控制策略参数车辆控制策略参数优化的具体特征,采用遗传蚁群进行优化。燃油消耗计算模型由通过试验获得的燃算法进行控制策略参数的优化。油消耗试验脉谱图建立(见图2),
4、其中忽略燃油温度、冷却水温等因素对燃油消耗的影响。1控制策略参数优化模型1.1混合动力系统模型所研究的履带式混合动力车辆动力系统采用串联形式。履带式混合动力车辆动力系统由以下几个部分组成:发动机—发电机组、整流器、电机驱动系[6]统、动力电池组和DC—DC变换器(见图1)。在对发动机、发电机、三相交流异步电动机进行台架试验,以及对动力电池组进行充放电试验的基础上,结合系统各部分的工作原理,利用图形化建模图2燃油消耗脉谱图收稿日期:2009203231;修回日期:2009205216作者简介:吴静波(1979—),男,在读博士,主要从事新能源车辆与电驱动技术研究;wubocn2005@163.
5、com。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2009年6月吴静波,等:基于遗传蚁群算法的履带式混合动力车辆控制策略参数优化·45·优化目标是车辆燃油消耗最小,工况并不影响仿真结果的对比,只需采用一种具有代表性的工况即可。因此,本研究中以美国重型混合动力电动车辆燃油经济性测试循环行驶工况OrangeCoun2[7]try为基准(见图3)。图4示出包含工况和燃油消耗计算环节的履带式混合动力车辆模型。图3OrangeCountry行驶工况图4履带式混
6、合动力车辆模型1.3控制策略表1控制策略参数由车辆结构形式可知,控制策略包括对发动机参数参数说明转速和DC—DC目标电压的控制,因此,在逻辑门SOCmax电池组荷电状态(SOC)的最高限值限值控制的基础上提出一种前向功率控制的控制策SOCmin电池组SOC的最低限值略(见图5)。驾驶员意图通过控制策略最终映射为vmin当车速低于该值时,车辆工作在纯电动模式3车辆的整车驱动目标功率P,然后整车控制器综发动机工作转速小于1500r/min时,合车辆的各个部件状态及车辆行驶状况得到驱动电V1DC—DC的目标电压值3机需求功率Pm和发动机—发电机组目标功率Peg,发动机工作转速在1500～1700r
7、/min时,同时整车控制器根据发动机实际转速和车辆需求功V2DC—DC的目标电压值率变化率查表确定DC—DC变换器的目标电压33发动机工作转速在1700～1900r/min时,U,当母线电压低于U时,动力电池组输出功率V3DC—DC的目标电压值Pbat来保持母线电压稳定。采用以上控制策略需要发动机工作转速大于1900r/min时,对控制参数进行适当调整和优化,以在满足车辆动V4DC—DC的目标电压值力性的前提
