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原文传递一种机电复合传动系统的实时优化控制方法

专利名称：	一种机电复合传动系统的实时优化控制方法
摘要：	本发明公开了一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，涉及机电复合传动技术领域，所述方法包括以下步骤：（S0）开始；(S1)状态观测；利用状态观测得到机电复合传动系统中各元件当前的工作状态；（S2）动态预测；利用动态预测得到机电复合传动系统中各元件可行的工作范围；（S3）最优决策；制定并执行最优决策中各元件的最优控制命令；（S4）反馈校正；最后利用状态偏差对机电复合传动系统中的发动机和电机的控制量进行反馈校正；（S5）判断反馈校正是否满足要求，如果反馈校正满足要求，则本步骤结束，如果反馈校正不满足要求，则返回步骤（S1）重新进行。本发明能够根据各元件的状态偏差对相应的控制量进行修正，从而使机电复合传动系统获得良好的工作效率和状态稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京理工大学
发明人：	王伟达;项昌乐;韩立金;刘辉;张东好;杨超;吕少平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910831498.9
公开号：	CN110481533A
代理机构：	焦作加贝专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	任昕
分类号：	B60W10/06(2006.01);B;B60;B60W;B60W10
申请人地址：	100081 北京市海淀区中关村南大街5号
主权项：	1.一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：包括以下步骤： (S0)开始； (S1)状态观测；利用状态观测得到机电复合传动系统中各元件当前的工作状态； (S2)动态预测；利用动态预测得到机电复合传动系统中各元件可行的工作范围； (S3)最优决策；制定并执行最优决策中各元件的最优控制命令； (S4)反馈校正；最后利用状态偏差对机电复合传动系统中的发动机和电机的控制量进行反馈校正； (S5)判断反馈校正是否满足要求，如果反馈校正满足要求，则本步骤结束，如果反馈校正不满足要求，则返回步骤(S1)重新进行。 2.根据权利要求1所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述步骤(S1)状态观测方法为：采用转矩估计法计算、观测机电复合传动系统的输出转矩，由于所述机电复合传动系统中电机的动态响应时间远小于发动机的动态响应时间，则认为电机的实际转矩等于其目标转矩，用公式表示为：其中Teact表示实际转矩，Je为等效到发动机输出端的转动惯量，单位为kg·m2,ωe为发动机的角速度，单位为rad/s,ηq为后传动效率,iq为发动机到功率耦合机构输入端的传动比，TA、TB为耦合机构的输入转矩和输出转矩,e1和e2表示两种模式下的转矩系数矩阵。 3.根据权利要求2所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述发动机的加速度通过对所述发动机的转速进行卡尔曼滤波而得到。 4.根据权利要求2所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述机电复合传动系统利用传感器采集得到母线电压，然后利用所述机电复合传动系统中的电池组模型计算出电流和SOC，其中电池组的电流和SOC的计算公式以下: 在上述公式中：I(t)表示为电流，放电为正，单位A；Voc表示为开路电压，单位V；Rb表示为内阻，单位为Ω；Cb表示为容量，单位为Ah；SOC0表示为电池组的初始荷电状态。 5.根据权利要求1所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述步骤(S2)动态预测的方法为：所述机电复合传动系统中两个不同的电机不超过所述电机的最高转速，所述机电复合传动系统中发动机在特定的转速范围内工作，满足公式为: 在EVT1模式下，a1＞0，b1＝0，故发动机的转速随着电机A的转速单调递增，而与电机B的转速无关，根据电机A的最高转速和最低转速，可以得到发动机的转速范围如下：在EVT2模式下，a1＜0，b1＞0，故发动机的转速随着电机A的转速单调递减，而随着电机B的转速单调递增，根据电机两个电机的最高转速和最低转速，可以得到发动机的转速范围如下：发动机的转矩范围不仅取决于当前的转速，还与其动态响应特性有关，这里把发动机近似为一阶系统，其转矩范围如下：式中：fe表示发动机的外特性插值函数；δt表示动态预测的时间步长；T表示发动机的时间常数。 6.根据权利要求5所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述EVT1模式为所述机电复合传动系统的制动器结合并且离合器分离的状态；所述EVT2模式为所述机电复合传动系统的制动器分离并且离合器结合的状态。 7.根据权利要求1所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述步骤(S3)最优决策的方法为：根据所述机电复合传动系统的加速踏板开度，利用所述机电复合传动系统的发动机的最优工作曲线确定所述机电复合传动系统的最优转速和目标转矩；然后，根据所述机电复合传动系统的发动机的调速时间要求确定所述机电复合传动系统负载转矩，为所述机电复合传动系统的多目标优化提供转矩约束；最后，根据所述机电复合传动系统的能量管理策略的优先级，把系统的性能指标化分成多个层次，在每个层次内利用解析的方法得到两个电机的最优转矩，其中所述机电复合传动系统的模式切换前需要对所述机电复合传动系统的发动机进行调速，从而保证所述机电复合传动系统的离合器或者制动器的速差小于门限值，此时，所述机电复合传动系统发动机的目标转速不再由加速踏板开度决定，而取决于所述机电复合传动系统的当前车速，所述发动机目标转速的数学表达式为：式中：necom表示所述机电复合传动系统模式切换前发动机的目标转速。 8.根据权利要求1所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：所述步骤(S4)反馈校正中：如果所述机电复合传动系统的发动机的目标转速与实际转速的速差超过门限，则对所述机电复合传动系统的转矩值进行修正，当所述机电复合传动系统的发动机的速差在±50rpm范围内时，则不需要对转矩进行修正，当速差大于零时，则增大驱动转矩并减小负载转矩，当速差小于零时，则减小驱动转矩并增大负载转矩。 9.根据权利要求8所述的一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，其特征在于：对所述机电复合传动系统进行反馈校正的发动机驱动转矩和负载转矩时，采用以下公式： T′ecom＝kTTecom T′ef＝kTfTef 式中：kT表示所述机电复合传动系统的发动机驱动转矩的修正系数；kTf表示所述机电复合传动系统的发动机负载转矩的修正系数。
所属类别：	发明专利