[發明專利]一種基于自適應動態規劃的電動汽車雙電機控制方法

有效

• 申請號: 201911247511.2
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110936824B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 胡海林;豐富;陳晨;張悅;李文;石恒
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B60L15/38
• 分類號: B60L15/38;B60W50/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 陳棟梁;莫曉齊

本發明公開了一種基于自適應動態規劃的電動汽車雙電機控制方法，首先根據所采集的各種駕駛工況下電動汽車的數據信息計算出需求總轉矩，并離線訓練執行網絡和評價網絡，然后對各種駕駛工況下電動汽車的雙電機總轉矩進行動態分配，獲得效率MAP數據庫，然后根據實時采集不同工況下電動汽車數據信息對執行網絡和評價網絡進行迭代和在線學習，找到實時駕駛工況下該電動汽車的最優控制律，從而完成電動汽車雙電機的控制優化。本發明有效保證了在多工況情況下電動汽車雙電機工作點效率最優，又使得不同工況條件下電動汽車雙電機動力系統效率輸出為最優控制律，解決了電動汽車動力與效率的矛盾，提高了電動汽車雙電機系統的動力性能及效能。

技術領域

本發明屬于電動汽車電機驅動技術領域，尤其涉及一種基于自適應動態規劃的電動汽車雙電機控制方法。

背景技術

目前，純電動汽車的驅動結構可以分為集中驅動和分布式驅動，集中驅動型電動汽車采用驅動電機提供總動力，通過傳動軸、減速器、差速器等將動力傳遞到車輪，該驅動類型結構與傳統汽車相似，技術相對成熟，應用也相對廣泛，如電機動力傳動一體型、單電機直接驅動型、雙電機耦合驅動型等。但由于電機直接驅動，系統對電機系統的轉矩性能參數要求很高，電機成本高。

雙電機驅動則是利用兩個驅動電機，通過機械裝置實現動力總功率耦合，再通過傳動軸、減速器等實現轉矩耦合輸出，通過增加電機數量實現轉轉矩、功率的降低，從而降低了對于IGBT等核心部件的要求，而分布式雙電機驅動型是一種比較新穎的驅動型式，通過輪邊或輪轂電機實現車輛的驅動，分布式驅動系統布置靈活，占用空間小，結構簡單，不需要傳統的差速器，通過電機控制實現電子差速相比較于傳統電機控制具有更好的動態性能。然而，蓄電池電動客車目前仍存在充電時間長、續航時間短等不足。因此，降低能源成本，提高能源利用效率，對于電池電動車的進一步應用是十分重要和必要的。為了實現這一目標，確定一個最優和合適的電源管理策略對于多電機控制系統是至關重要的。電機驅動系統多種多樣，作為整車的核心功率部件，驅動系統的效率很大成分決定了整車的能耗水平。而驅動系統綜合效率的高低一方面取決于部件本身的效率特性，另一面則是取決于系統層面的控制策略。

針對系統層面的功率或轉矩分配控制方面，國內外大部分的混合動力車輛在研發過程中采用模糊控制、動態規劃等方式進行電機功率分配問題的研究，一般以電動車能耗最小或者是綜合經濟性最佳為優化目標，通過相應的控制策略實現純電動汽車續航最佳，同時注重分布式驅動的車輛穩定性等問題。用動態規劃或者是模糊控制進行對電機工作模式與轉矩進行分配時，隨著電機控制和工況的非線性程度越來越復雜，采用模糊控制策略的運用能在一定程度上優化轉矩和能量的分配，但由于運行的工況、負載、電池性能等，在模糊控制制定規則時常常無法面面俱到，容易產生一些漏洞，但系統零部件的效率在行駛工程中發生變化后，控制策略無法及時調整相應的規則和參數，在長時間的系統累積誤差下，控制效果往往無法達到理想效果。采用動態規劃對轉矩進行分配時，隨著系統的非線性復雜程度越來越高，不可避免“維數災”的難題，同時也無法實現控制器實時在線運行。同時在現有技術中，多電機系統的能量分配方面一般只考慮電機作為電動機模式，而很少考慮制動時，電機作為發動機模式工作。

動態規劃在這些問題的實際應用中積累了大量的成果，但缺點也非常明顯，其時間上向后走向的算法產生巨大的計算量，使得該算法只適用于小規模、簡單非線性系統的最優控制問題。而隨著人工智能領域，強化學習、人工神經網絡、模糊系統、演化計算等方法的發展和豐富，提出了很多求解非線性系統優化問題解決思路和具體技術方法。

鑒于此，研究一種基于自適應動態規劃的電動汽車雙電機控制方法是本技術領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容