《計及駕駛性和NVH的HEV動力總成系統主動最佳化控制策略研究》是依託山東大學，由張承慧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：計及駕駛性和NVH的HEV動力總成系統主動最佳化控制策略研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張承慧
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
發展電動汽車是解決當今世界能源和環境危機行之有效的重大舉措。混合動力汽車（HEV）最具產業化前景，必將是汽車工業發展的主流方向之一。HEV是一類典型的連續和離散動態並存且互動作用的高度非線性、強耦合混雜動態系統，其最佳化控制可歸結為一類有約束的非線性多目標最佳化問題，常規控制方法難以解決，亟待尋求新理論和新方法予以突破。本項目擬從探究HEV多工作模式切換本質入手，基於混雜切換系統理論分別研究HEV多頻段混雜切換系統建模及穩定性問題、HEV動態系統振盪特性及切換瞬態過程分析與整車頻率規劃、基於超前控制的HEV工作模式平滑切換、計及駕駛性與NVH主動最佳化的HEV動力總成系統控制和管理策略開發等問題，並搭建試驗平台驗證新理論方法的有效性。本項目屬電工技術、車輛工程和控制科學等多學科交叉的前沿研究，不僅對突破HEV產業化進程關鍵瓶頸具有重要意義，而且對相關學科的理論和套用研究有顯著促進作用。
結題摘要
混合動力電動汽車(HEV)動力總成系統最佳化控制問題是影響車輛性能的關鍵瓶頸之一，傳統最佳化控制方法大多僅考慮燃油經濟性和排放性能，忽略了影響車輛動力性和安全性的駕駛性及NVH等高頻動態性能，從而導致駕駛性惡化，嚴重製約了HEV的產業化進程。本課題從HEV多模式切換本質入手，將HEV動力總成系統最佳化控制問題納入混雜切換系統理論體系，兼顧影響燃油經濟性和排放性能的靜態行為，以及影響駕駛性和車輛NVH的動態行為，尋求全局最優能量管理與控制策略。課題組的主要成果包括：（1）在混雜切換系統理論框架下，建立了HEV驅動系統的非線性多平衡點切換奇異系統模型，定義了相應的狀態遷移集合與狀態遷移成本，為研究HEV多工作模式切換穩定性分析奠定了基礎。（2）提出了幾類基於改進停留時間方法的非線性切換系統輸入/輸出和輸入/狀態穩定性分析方法，並基於廣義Hamilton理論設計了非線性切換系統魯棒反饋控制器，為發展和完善切換系統理論做出了貢獻。（3）建立了HEV動力總成系統聲固耦合模型，基於微分方程振盪理論研究了幾類高階非線性中性動態方程、高階非線性時滯微分方程的振盪行為和漸近特性，得到了幾類高階非線性動態方程穩定性分析比較原理新結果，從而為研究HEV動力總成系統NVH問題鋪平了道路。（4）針對HEV運行環境複雜、工況多變造成的驅動系統參數變化和負載擾動問題，提出了基於自適應反步控制理論的HEV永磁同步電機轉速跟蹤控制方法和基於連線埠受控哈密頓系統理論的HEV永磁同步電機全速度範圍鎮定控制，提高了電機的轉速運行範圍和回響速度，有效改善了整車駕駛性和舒適性。（5）提出了一種新的結合模型預測與模型參考控制的轉矩協調控制策略，與傳統的基於駕駛經驗的模式切換控制方法相比，有效降低了模式切換過程的噪聲和衝擊度，提高了模式切換的平順性和舒適性。（6）利用徑向基函式神經網路等數據驅動方法實現路況的精確預測，進而提出了基於路況信息的滾動最佳化能量管理策略和回饋制動策略，明顯提升了整車的燃油經濟性和駕駛性。搭建了HEV硬體在環綜合實驗平台，驗證了所提出控制策略的有效性。
