[發明專利]一種混合動力汽車換擋策略優化及跟蹤控制方法、系統

有效

• 申請號: 201710934722.8
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107719355B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 楊歆豪;宋娟娟;王富東;耿臣露
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B60W10/10
• 分類號: B60W10/10;B60W50/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請公開了混合動力汽車換擋策略優化及跟蹤控制方法、系統，該方法包括：確定與混合動力汽車的原始整車控制系統相關的優化控制目標；根據極小值原理，得到所述原始整車控制系統在所述優化控制目標下的最優控制律；對所述原始整車控制系統進行重構，得到重構系統，并為所述重構系統構造相應的閉環狀態觀測器，所述重構系統的狀態變量包括所述原始整車控制系統的狀態變量與協態變量；根據所述最優控制律，確定所述重構系統在所述優化控制目標下的最優解，以優化汽車換擋策略。本發明重構了原始整車控制系統，加入閉環狀態觀測器對重構系統進行跟蹤，避免了求解協態變量的邊值問題，優化了換擋策略，提高了整車系統的動力性、經濟性和行駛平順性。

技術領域

本發明涉及優化控制領域，特別涉及一種混合動力汽車換擋策略優化及跟蹤控制方法、系統。

背景技術

混合動力汽車指具備兩種或兩種以上動力源的汽車，能夠通過不同動力源之間的相互協調合作，在保證汽車整車動力性、平穩性及駕駛舒適性的前提下，相較傳統汽車來說更加節能。在汽車各個部件結構及效率特性不變的情況下，混合動力汽車的換擋策略對原始整車控制系統的效率起著決定性影響，所以對換擋策略的優化為本領域技術人員的主要研究方向。

現有技術中，采用極小值原理對基于最優控制的能量管理策略進行優化。但極小值原理算法為局限于時間的函數，并且確定最優解的過程還需要解決協態變量的邊值問題，而協態變量不易直接測出。即，利用極小值原理確定的最優控制律為關于時間的函數，等同于開環控制，系統的魯棒性和抗干擾性較差，并且由于協態變量的不確定性，系統的控制效果也較差。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種混合動力汽車換擋策略優化及跟蹤控制方法、系統，能夠優化換擋策略，提高整車系統的動力性、經濟性和行駛平順性。其具體方案如下：

一種混合動力汽車換擋策略優化及跟蹤控制方法，包括：

確定與混合動力汽車的原始整車控制系統相關的優化控制目標；

根據極小值原理，得到所述原始整車控制系統在所述優化控制目標下的最優控制律；

對所述原始整車控制系統進行重構，得到重構系統，并為所述重構系統構造相應的閉環狀態觀測器，其中，所述重構系統的狀態變量包括所述原始整車控制系統的狀態變量與協態變量；

根據所述最優控制律，確定所述重構系統在所述優化控制目標下的最優解，以優化汽車換擋策略。

優選地，所述確定與混合動力汽車的原始整車控制系統相關的優化控制目標的過程，包括：

確定所述原始整車控制系統的與行駛平順度相關的系統狀態變量；

基于所述系統狀態變量，建立相應的狀態模型；

根據所述狀態模型，確定相應的平順度性能指標函數；

將求解所述平順度性能指標函數的最小值的函數確定為所述優化控制目標。

優選地，所述閉環狀態觀測器的表達式，具體為：

式中，為所述閉環狀態觀測器的狀態變量，表示觀測器系統的狀態變量的一階導數，y表示所述重構系統的輸出，并且，A、K和C滿足：

K＝Q^-1R，以及

其中，P、Q和R均為實對稱矩陣。

相應地，本發明還提供一種混合動力汽車換擋策略優化及跟蹤控制系統，包括：

目標確定模塊，用于確定與混合動力汽車的原始整車控制系統相關的優化控制目標；

控制律獲取模塊，用于根據極小值原理，得到所述原始整車控制系統在所述優化控制目標下的最優控制律；