关键词：混合动力汽车;;能量管理策略;;燃油消耗;;优化;;观测器;;行驶平顺性
摘 要：在混合动力汽车中,当确定混合动力系统的结构后,系统的行驶平顺性和燃油经济性主要由能量管理策略决定。本文基于观测器实现对混合动力系统能量管理策略的优化跟踪控制,以达到改善行驶平顺性、降低燃油消耗的目的。主要研究内容如下:首先,以离合器接合过程为控制对象,针对混合动力系统离合器接合过程中发动机输出转矩的变化对能量管理策略的影响,以优化离合器接合过程中的行驶平顺性为控制目标,建立关于发动机输出转矩的性能指标函数,确定了系统在极小值优化算法控制下的最优控制律。鉴于基于时间控制的极小值优化算法使得混合动力系统的稳定性和鲁棒性较差,因此,设计状态反馈观测器,实现对原系统最优控制律的观测估计。其次,以动力传动系统为控制对象,针对混合动力汽车传动系统输入转矩的变化对能量管理策略的影响,以优化行驶平顺性为目标,建立关于系统行驶平顺性的指标函数,借助极小值原理实现优化控制。为了在优化算法控制的基础上实现系统的闭环反馈过程,提高系统的控制精度,设计重构系统的状态反馈观测器。当从系统可以渐近跟踪主系统时,得到重构系统以及原系统最优控制律的估计值。最后,针对蓄电池组荷电状态对燃油消耗率的影响,利用非脆弱观测器实现对混合动力系统燃油消耗率的优化跟踪控制。考虑到在一定的行驶工况下混合动力汽车速度的变化特征,基于车速、蓄电池组SOC、发动机和电动机输出功率建立性能指标函数,借助线性二次型的优化算法求解Riccati方程确定混合动力系统最优控制律的数值解。同时,借助H?控制理论设计非脆弱观测器,在有外界干扰的情况下实现从系统对主系统的渐近跟踪。
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