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２００９年２月张昕等：基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化３７
应用确定性优化方法序列二次规划法（Ｓｅｑｕｅｔｉａｌ
ｑｕａｄｒａｔｉｃｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＳＱＰ）对串联式ＨＥＶ参数进
行了优化分析，但仅能收敛于局部最优解，而不是
全局最优解。ＷＩＰＫＥ掣２】采用ＤＩＲＥＣＴ搜索方法对
燃料电池ＳＵＶ进行了能量管理优化，比ＳＱＰ方法
更为有效，但ＤＩＲＥＣＴ不适于大规模的运算，收敛
速度慢。要想对ＨＥＶ复杂系统进行优化，常规的
优化算法显得无能为力。即使能够采用常规最优算
法来实现，其计算时间也是无法忍受的，所以ＨＥＶ
优化领域开始引入随机搜索方法【３】，
ＨＡＳＡＮＺＡＤＥＨ等Ｉ铀】在串联ＨＥＶ优化中运用了进化优化算法，取得较好效果，仿真分析软件多采用ＡＤＶＩＳＯＲ，该软件采用逆向运算，速度快，但与实际工况有一定偏差，模型相对而言不够精确。
本文应用正向仿真软件ＡＶＬＣＲＵＩＳＥ在精确的ＨＥＶ整车动态分析模型基础上，以降低油耗及排放为目标，通过遗传优化算法，对混合动力系统工作模式的选择和能量流的分配进行了优化，确定出适宜的控制逻辑参数，有效地解决了混合动力汽车能量分配的最优控制问题，并在提高了燃油经济性的同时改善了排放性能。
１ＨＥＶ仿真分析模型及控制策略
建模仿真分析方法是能量管理策略研究的有力工具，本文应用ＡＶＬＣＲＵＩＳＥ软件建立了国内某混合动力城市客车仿真模型，并在此基础上借助于工程经验和控制逻辑方法在Ｍａｔｌａｂ中建立了能量管理策略。ＣＲＵＩＳＥ软件是奥地利ＡＶＬＬｉｓｔ公司开发的高级模拟分析软件，用来研究汽车动力性、燃油经济性、排放性能及制动性能【７Ｊ，并且与以往反向运算的确定性动态规划不同的是，ＣＲＵＩＳＥ模型可实现正向动态优化运算，更加接近实际运行情况，结果也更加准确。
１．１基于ＡＶＬＣＲＵＩＳＥ的ＨＥＶ仿真模型
根据动力总成系统结构，在ＣＲＵＩＳＥ下建立了其整车动态分析模型，如图ｌ所示。该模型为并联式结构，发动机与电动机在离合器之后耦合，采用的是后轮驱动。模型中各个模块之间连接及信息的交换，通过机械连接线、电气连接线和位于图形底部的数据线实现。机械连接用来表示实际车辆中机械动力的传递，体现出来了整车结构的布置形式，电气连接用来表示电流的传递，实现电气传动，数据线用来传递各部件间的数据信息。动力系统中的主要部件形式和参数如表１所示。
图１ＨＥＶ整车仿真模型
表１动力系统主要参数
１．２能量管理控制策略
能量管理控制策略在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中完成，通过标准接口与ＣＲＵＩＳＥ模型相连。控制策略示意图如图２所示，发动机的最小转矩线（死ｎｊｎ?ｆｃｍｊｎ）和最低转速线（刀Ｉ。ｗ）构成了发动机的起停分界线，而最大转矩线（‰甄?ｆｅ衄。）构成了发动机负荷的上限，其中‰为发动机最小转矩包络线系数，ｋ呱为发动机最大转矩包络线系数使发动机工作在高效率、低排放的工作区域【８ｌ。其中乃和瓦表示起点在横轴、沿竖直方向的矢量，分别代表转矩耦合器的输出转矩（即驱动转矩）和发动机的输出转矩，并且分别以“▲”和“?”符号进行了标示。
ｈ
疑
羹
稃
煞
发动机转速行
图２
ＨＥＶ控制策略示意图
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基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化
作者：张昕， 宋建峰， 田毅， 张欣， ZHANG Xin， SONG Jianfeng， TIAN Yi， ZHANG Xin
作者单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京,100044
刊名：
机械工程学报
英文刊名：JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
年，卷(期)：2009,45(2)
被引用次数：2次
参考文献(9条)
1.FISH S;SAVOIE T B Simulation-based optimal sizing of hybrid electric vehicle components for specific combat missions[外文期刊] 2001(1part 1)
2.WIPKE K;MARKEL T;NELSON D Optimizing energy management strategy and degree of hybridization for a hydrogen fuel cell SUV 2001
3.WANG Q;SPRONCK P;TRACHT R An overview of genetic algorithms applied to control engineering problems 2003
4.HASANZADEH A;ASAEI B;EMADI A Optimum design of series hybrid electric buses by genetic algorithm 2005
5.SCHOEGGL P;KRIEGLER W Virtual optimization of vehicle and powertrain parameters with consideration of human factors[SAE Paper 2005-01-1945]
6.DIAS A H F;DE VASCONCELOS J A Multiobjective genetic algorithms applied to solve optimization problems[外文期刊] 2002(2part 1)
7.Cruise 3 0 user guide 2005
8.张欣;刘溧;于海生混合动力电动汽车制动系统回馈特性仿真[期刊论文]-中国公路学报 2006(3)
9.MORTEZA M G;AMIR P Application of genetic algorithm for optimization of control strategy in parallel hybrid electric vehicles[外文期刊] 2006(4/5)
本文读者也读过(1条)
1.张昕.田毅.张欣基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化[会议论文]-2007
引证文献(2条)
1.田毅.张欣.张昕.宋建锋计及行驶工况影响的混合动力汽车控制策略[期刊论文]-汽车工程 2010(8)
2.田甜.郑燕萍.蒋元广.戴能红.汪涵混合动力汽车控制策略优化研究综述[期刊论文]-公路与汽运 2010(5)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/d518543333.html,/Periodical_jxgcxb200902007.aspx