履带车辆机电复合传动随机动态规划控制策略研究

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1、履带车辆机电复合传动随机动态规划控制策略研究熊珊珊2015年1月中图分类号：UDC分类号：履带车辆机电复合传动随机动态规划控制策略研究作者姓名熊珊珊学院名称机械与车辆学院指导教师刘辉教授答辩委员会主席闫清东教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月20日ControlStrategyforHybridElectricTrackedVehicleBasedonStochasticDynamicProgrammingCandidateName：XiongShanshanFacultyMentor:Prof.LiuHuiDegreeby:BeijingI

2、nstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要随着机电复合传动和电传动技术的发展，机电复合传动履带车辆以成为各国竞相研发的热点。本文以某机电复合传动履带车辆为研究对象，针对其功率分配

3、控制技术进行展开，对随机动态规划方法进行了深入的理论研究，设计了随机动态规划功率控制策略。基于机电复合传动履带车辆的性能要求，确定了功率分配控制策略的优化目标：经济性、动力性和用电性能，为多目标优化问题。针对履带车辆行驶工况的统计分析，将其划分为低速、中速、高速工况。并根据不同工况下的实际需求，利用层次分析法确定各优化目标的权重系数，将多目标优化问题转化为同一量纲下的单目标优化问题。对机电复合传动系统进行动力学分析，以MATLAB软件为平台，使用Simdriveline和Simpowersystem等车辆传动系统建模和电气系统建模的工具箱，建立了车辆的物理模型；利用马尔可夫链对驾驶员模型进行

4、研究，并通过最大似然估计法分别获得用电和驱动功率的概率转移矩阵，建立了驾驶员驱动需求功率和用电需求功率双重马尔可夫模型。以随机动态规划为理论基础对功率分配控制策略进行全局优化。以发动机转速、车速和为状态量，电机转矩为控制量，需求功率为干扰量，并以经济性、动力性和用电性能为综合优化目标，建立了随机动态规划功率分配控制模型。根据传统的值迭代法和策略迭代法，提出了随机动态规划改进策略迭代法，并用其求解获得了功率分配最优控制策略。利用嵌入式MATLAB函数进行编程建立了随机动态规划功率分配控制器模型，采用前向仿真的基本思路，对随机动态规划控制策略进行了仿真验证。对比现有的基于逻辑规则的控制策略，表明

5、对于随机多目标优化问题，采用随机动态规划的功率分配控制策略能够提高车辆的综合性能。关键词：履带车辆，机电复合传动，功率分配，随机动态规划，多目标优化IAbstractWiththedevelopmentofElectro-mechanicaltransmissionandelectrictransmissiontechnology,Electro-mechanicaltransmissiontrackedvehiclesdevelopedcountriescompetetobecomehot.TakingaElectro-mechanicaltransmissiontrackedvehicl

6、eforthestudy,carriedouttoexpanditspowerdistributionforcontroltechnology,thestochasticdynamicprogrammingmethodconductedin-depththeoreticalstudydesignedstochasticdynamicprogrammingpowercontrolstrategy.BasedontheperformancerequirementsofElectro-mechanicaltransmissiontrackedvehiclestodeterminethepowerd

7、istributioncontrolstrategyoptimizationgoal:theeconomy,powerandelectricalperformance,multi-objectiveoptimizationproblem.Trackedvehicleconditionsforstatisticalanalysis,itcanbedividedintolow,medium,highspeedco