[發明專利]電動汽車網絡化控制系統魯棒預測控制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202110106904.2
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112433476B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 曹萬科;王樂成;李建威;何洪文
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G06F30/15;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 宋紅賓

1.電動汽車網絡化控制系統魯棒預測控制裝置的控制方法，所述的電動汽車網絡化控制系統魯棒預測控制裝置，包括輸入模塊、決策模塊、輸出模塊；所述的輸入模塊、決策模塊、輸出模塊依次相連并且三者協同工作；

所述的輸入模塊接收來自車載網絡傳感器節點的實際輸入量，根據系統穩態模型得出系統穩態輸入量與穩態控制量，并將傳感器實際輸入量與系統穩態輸入量之差以及系統穩態控制量輸出到決策模塊；

所述的決策模塊接收來自輸入模塊的信息，且基于所接收的車載網絡傳感器節點實際輸入量與系統穩態輸入量的差值量，利用離線設計的魯棒預測控制方法計算系統控制增量，同時將系統控制增量與系統穩態控制量傳遞到輸出模塊；

所述的輸出模塊接收來自決策模塊的信息，且基于接收的系統控制增量與系統穩態控制量，進行求和運算得到電動汽車網絡化控制系統控制量，并將其輸出給車載網絡執行器節點；

其特征在于：所述的決策模塊基于離線設計的魯棒模型預測控制方法進行構建；

決策模塊設計步驟包括如下兩步：

（1）求解線性矩陣不等式約束下的線性目標優化問題：定義傳感器實際輸入量與系統穩態輸入量的最大差值為，在區間上選取間隔相等的個點，之后針對，求解線性矩陣不等式約束下的線性目標優化問題，并將所求得的反饋控制率控制在決策模塊中；

（2）求解系統控制增量：根據當前傳感器實際輸入量與系統穩態輸入量的差值，選擇合適的使得，從而，系統反饋控制率表示為：

系統控制增量表示為：

。

2.根據權利要求1所述的電動汽車網絡化控制系統魯棒預測控制裝置的控制方法，其特征在于：步驟（1）中，基于考慮車載網絡延時的凸多面體模型建立線性矩陣不等式約束下的線性目標優化問題，其具有如下形式：

其中，表示目標函數最小化問題，為系統優化變量，系統當前時刻傳感器實際輸入量與系統穩態輸入量的差值，為系統控制增量最大值，為用戶指定的系統穩定性相關矩陣；，分別為考慮車載網絡延時的凸多面體模型的系統矩陣頂點以及輸入矩陣頂點，為凸多面體模型的系統輸出矩陣，為單位矩陣，上角標表示向量或矩陣的轉置。

3.根據權利要求2所述的電動汽車網絡化控制系統魯棒預測控制裝置的控制方法，其特征在于：所述的考慮車載網絡延時的凸多面體模型，為基于面向電動汽車網絡化控制的線性參數時變模型，通過對系統網絡延時的上界的準確估計，以泰勒級數展開法建立考慮車載網絡延時的凸多面體模型，其具有如下形式：

其中，表示系統狀態，表示系統輸入，表示系統輸出，分別表示系統矩陣、輸入矩陣和輸出矩陣，表示車載網絡延時，分別為考慮車載網絡延時的凸多面體模型的系統矩陣頂點以及輸入矩陣頂點。

4.根據權利要求3所述的電動汽車網絡化控制系統魯棒預測控制裝置的控制方法，其特征在于：將控制回路中網絡誘導延時引入系統控制方程，建立起面向電動汽車網絡化控制的線性參數時變模型，表示為：

其中，表示系統狀態，表示系統輸入，表示系統輸出，分別表示系統矩陣、輸入矩陣和輸出矩陣，表示車載網絡延時。