《行星混聯客車系統實時複合最佳化算法與動態協調控制》是依託吉林大學，由曾小華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：行星混聯客車系統實時複合最佳化算法與動態協調控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曾小華
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在國內節能減排大背景下，由於行星混聯式混合動力系統集成了串、並聯繫統的優點，促使國內大力研發混聯式混動系統客車系統。混聯動力系統的節能最佳化及系統動態品質精細控制是這一領域需重點突破的技術瓶頸。針對混聯動力系統存在的節能最佳化的實時性和最優性難於兼顧問題，申請者提出一種實時複合最佳化算法。複合遺傳算法與動態規劃，探究儲能系統電量狀態罰函式權重因子對全局最優解的影響，進而，結合工況預測及控制規則提取方法，實現實時性及工況適應一致性的複合最佳化控制；針對混聯動力系統動態協調控制效果與一致性差的問題，提出一種增益序列狀態反饋協調控制算法。建立包含發動機諧波模型與傳動系扭振模型的混聯動力耦合系統，設計良好魯棒性的非線性發動機轉矩觀測器，建立基於增益序列狀態反饋的動態協調控制算法。期望有效提升行星混聯客車產品的燃油經濟性和縱向平順性兩個關鍵性能，為行星混聯客車自主研發及提高其綜合競爭力提供理論指導。
結題摘要
行星混聯客車系統性能優異，套用優勢明顯，當前已得到各大客車公司的大力支持和持續資金投入。本項目主要研究行星混聯客車系統實時最佳化控制與動態協調控制問題，目標是實現節能最佳化效果和動態控制品質的綜合提升。首先通過分層最佳化算法獲得全局最優解，並集成工況識別算法與規則提取方法在保證實時性的同時儘可能逼近全局最優解；該方法能夠解決最佳化控制策略的最優性與實時性矛盾。其次，集成發動機諧波轉矩模型與傳動系扭振模型，為控制策略的研究提供可靠平台，開發非線性轉矩觀測器準確估計真實的發動機轉矩。然後，分別針對發動機啟動階段與穩態階段，建立基於模型預測控制架構的動態協調控制策略，從而解決行星混聯繫統高度耦合複雜特性的協調控制問題。最後，開展複合最佳化算法與動態協調算法集成測試，綜合評價行星混聯混合動力系統的燃油經濟性和平順性。圓滿完成了項目計畫書中的全部內容，達到並超過了預期目標，發表文章25篇（均標註本基金項目資助），其中SCI文章6篇，EI文章19篇，授權專利14項，出版中英文專著4部，參與國際/國內會議7次，培養博士/碩士生8人。本項目的研究成果為完善自主開發行星混聯動力系統的控制理論做出貢獻，也將為科學的最佳化控制算法走向實際工程套用提供基礎理論支持。通過本課題的研究，最終期望有效提升行星混聯混合動力客車產品的燃油經濟性和縱向平順性，提高我國混合動力客車產品的綜合競爭力。
