行星式混合动力客车的模型预测动态协调控制

行星式混合动力客车的模型预测动态协调控制

论文摘要

行星式混合动力客车在驱动模式切换时会产生较大冲击度,以往基于PID的控制器在模式切换过程中无法有效保证车辆驾驶平顺性.基于此问题,利用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)可以在线滚动优化获得最优控制序列的特点,提出了一种基于MPC的动态协调控制方法,实现发动机的启动控制.依据整车动力学方程和实车历史数据,在Matlab/Simulink平台中搭建基于数据驱动的发动机模型和车辆闭环仿真模型,并将发动机启动过程视为受约束的多目标优化问题,根据系统状态空间方程和优化问题设计基于数据驱动的模型预测控制器,在纯电动模式向混合动力模式切换过程中,与传统基于PID的控制方法以及被动切换展开对比.仿真结果表明,在保证车辆动力性的前提下,相比于PID控制方法和被动切换,在模式切换过程中,基于MPC的动态协调控制方法不仅可以实现发动机的正常启动,还能大幅度降低峰值冲击度,同时使车辆良好地跟随目标车速.本文提出的模型预测控制器可以降低整车冲击度,保证车辆模式切换时的平顺性.

论文目录

  • 1 系统构型
  • 2 系统分析
  •   2.1 动力学模型
  •   2.2 车辆运行过程动态方程推导
  • 3 模型预测控制器设计
  •   3.1 模型预测
  •   3.2 预测输出方程
  •   3.3 优化问题及反馈控制律
  • 4 系统建模与仿真分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 宋大凤,云千芮,杨南南,曾小华,王星琦

    关键词: 混合动力客车,模型预测控制,动态协调控制,数据驱动,冲击度,平顺性

    来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 汽车工业

    单位: 汽车仿真与控制国家重点实验室(吉林大学)

    基金: 国家自然科学基金(51675214,51575221)

    分类号: U469.7

    页码: 150-156+161

    总页数: 8

    文件大小: 1605K

    下载量: 296

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    行星式混合动力客车的模型预测动态协调控制
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