基于模糊PID扭矩识别的混合动力汽车优化控制

摘要/Abstract

摘要：

提出了一种基于模糊PID扭矩识别系数K的计算方法，并利用K对驱动模式进行初步判断。使用粒子群-蚁群组合优化算法对控制策略中的关键控制参数及部分动力系统参数进行了优化。优化后，在保证整车动力性的基础上，油耗和排放都有所降低。对优化后的控制策略进行了硬件在环仿真，仿真结果表明，基于模糊PID扭矩识别的控制策略可以实现基本的能量管理，且控制效果优于未引入模糊PID扭矩识别的控制策略。

关键词: 插电式混合动力汽车, 模糊PID, 粒子群-蚁群算法, 硬件在环仿真

Abstract:

A method wss put forward based on fuzzy-PID torque identification K, thus the drive mode of the vehicle was preliminarily decided by K. The particle swarm-ant colony algorithm was used to optimize the key parameters of the control strategy and the power components of the vehicle. After optimization, fuel consumption and emissions were reduced with power performances guaranteed. The optimized control strategy was simulated hardware in loop. The results indicate that the control strategy based on fuzzy-PID torque identification can realize basic energy management, and the control effectiveness is better than the controller without fuzzy-PID torque identification.

Key words: plug-in hybrid electric vehicle, fuzzy-PID, particle swarm-ant colony algorithm, hardware in loop(HIL) simulation

中图分类号:

U469.72

钱立军, 邱利宏, 陈朋. 基于模糊PID扭矩识别的混合动力汽车优化控制[J]. 中国机械工程, 2015, 26(13): 1752-1759.

Qian Lijun, Qiu Lihong, Chen Peng. Optimal Control of a Hybrid Electric Vehicle Based on Fuzzy-PID Torque Identification[J]. China Mechanical Engineering, 2015, 26(13): 1752-1759.

参考文献

[1]崔纳新，步刚，吴剑，等. Plug-In并联式混合动力汽车实时优化能量管理策略[J].电工技术学报，2011，26(11)：155-160.
Cui Naxin，Bu Gang，Wu Jian，et al. Real-time Optimization of Energy Management Strategy for Plug-in Parallel Hybrid Electric Vehicles[J]. Transactions of China Electrotechnical Society，2011，26(11)：155-160.
[2]钱立军，邱利宏，辛付龙，等. 插电式四驱混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略[J]. 农业工程学报，2014，30(19)：55-64.
Qian Lijun，Qiu Lihong，Xin Fulong，et al. Energy Management and Torque Coordination Control for Plug-in 4WD Hybrid Electric Vehicle[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2014，30(19)： 55-64.
[3]王润才，何仁，愈剑波，等. 基于遗传算法的插电式串联混合动力汽车动力参数优化[J].中国机械工程，2013，24(18)：2544-2549.
Wang Runcai，He Ren，YuJianbo，et al. Parameter Optimization of a PSHEV Based on Genetic Algorithm[J]. China Mechanical Engineering，2013，24(18)：2544-2549.
[4]尹安东，赵韩，张辉. 基于遗传-蚁群算法的PHEB模糊控制策略优化[J].中国机械工程，2011，22(14)：1754-1759.
Yin Andong，Zhao Han，Zhang Hui. Optimization of Fuzzy Control Strategy for Parallel Hybrid Electric Bus Based on Genetic-ant Colony Algorithm[J]. China Mechanical Engineering，2011，22(14)：1754-1759.
[5]陈可亮. 并联混合动力电动汽车能量管理系统智能控制策略研究[D]. 长沙：湖南大学，2011.
[6]王庆年，唐先智，王鹏宇，等. 基于神经网络的混合动力汽车驾驶意图识别方法[J].农业机械学报，2012，43(8)：32-36.
Wang Qingnian，Tang Xianzhi，Wang Pengyu，et al. Driving Intention Identification Method for Hybrid Vehicles Based on Neural Network[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2012，43(8)：32-36.
[7]Wang Jun，Wang Qiangnian，Wang Pengyu，et al. Adaptive Shift Control Strategy Based on Driving Style Recognition[J]. SAE Technical Paper，2013-01-2486.
[8]王庆年，唐先智，王鹏宇，等. 基于驾驶意图识别的混合动力汽车控制策略[J].吉林大学学报(工学版)，2012，42(4)：789-795.
Wang Qingnian，Tang Xianzhi，Wang Pengyu，et al. Control Strategy of Hybrid Electric Vehicle Based on Driving Intention Ddentification[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition)，2012，42(4)：789-795.
[9]杨观赐，李少波，璩晶磊，等. 基于Pareto最优原理的混合动力汽车多目标优化[J]. 上海交通大学学报，2012，46(8)：1297-1304.
Yang Guanci，Li Shaobo，Qu Jinglei，et al. Multi-objective Optimization of Hybrid Electrical Vehicle Based on Pareto Optimality[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University，2012，46(8)：1297-1304.
[10]Lin C C, Peng H, Grizzle J W, et al. Power Management Strategy for Parallel Hybrid Electric Truck[J]. IEEE Transactions on Control System Technology, 2003, 11(6):839-849.
[11]秦大同，彭志远，刘永刚，等. 基于工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略[J]. 中国机械工程，2014，25(11)：1550-1555.
Qin Datong，Peng Zhiyuan，Liu Yonggang，et al. Dynamic Energy Management Strategy of HEV Based on Driving Pattern Recognition[J]. China Mechanical Engineering，2014，25(11)：1550-1555.
[12]王欣，李高，朱万力，等. 并联混合动力汽车能量管理建模及优化研究[J]. 控制工程，2014，21(3)：357-360.
Wang Xin，Li Gao，Zhu Wanli，et al. Modeling and Optimization Simulation on Energy Management of PHEV[J]. Control Engineering of China，2014，21(3)：357-360.

[1]	吴进军1;颜丙杰2;方继根1;王西峰1;谢志鹏3;史洋4;李亮2. 插电式混合动力汽车的次优能量管理策略[J]. 中国机械工程, 2019, 30(11): 1336-1342.
[2]	于今1,2;陈华1,2;刘骏豪1,2. 液压机械无级变速器的变论域模糊PID速比跟踪控制[J]. 中国机械工程, 2019, 30(10): 1226-1232.
[3]	石琴, 仇多洋, 吴冰, 李一鸣, 刘炳姣. [智能感知]基于粒子群优化支持向量机算法的行驶工况识别及应用[J]. 中国机械工程, 2018, 29(15): 1875-1883.
[4]	成思铭;章青. 大型结构物模块对接新型装置及多缸同步控制[J]. 中国机械工程, 2018, 29(10): 1214-1219,1226.
[5]	王慧;宋宇宁. 滚筒截割负载扰动对采煤机调高的影响[J]. 中国机械工程, 2018, 29(02): 127-133.
[6]	颜晗;董跃巍;李铁军. 面向高空幕墙安装的力反馈遥操作系统研究[J]. 中国机械工程, 2017, 28(16): 1977-1986,1993.
[7]	王永宽1,2;钱立军1;牛礼民2. 基于免疫算法的四驱插电式混合动力汽车控制策略多目标优化[J]. 中国机械工程, 2017, 28(14): 1683-1690.
[8]	谢苗, 刘治翔, 谢春雪, 毛君. 巷道超前支护装备双缸同步推移控制方法[J]. 中国机械工程, 2017, 28(04): 404-409.
[9]	王大勇, 王慧. 基于变论域模糊控制的车辆半主动悬架控制方法[J]. 中国机械工程, 2017, 28(03): 366-372.
[10]	赵静一1,2;程斐1,2;郭锐1,2;戴建军3. 自行式载重车悬架升降电液同步驱动控制研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(7): 972-978.
[11]	赵治国, 王琪, 刁威振, 陈海军. 双离合器变速汽车坡道模糊修正换挡研究[J]. 中国机械工程, 2013, 24(15): 2122-2129.
[12]	张炳力1, 董彦文1, 胡福建1, 刘宗其1, 2. 某型叉车自动变速器控制系统的快速原型和硬件在环试验研究 [J]. 中国机械工程, 2012, 23(3): 349-353,361.
[13]	皮大伟1, 游辉敏2, 张丙军3, 钟国华1, 3. 汽车动力学稳定性控制系统开发平台研究[J]. 中国机械工程, 2012, 23(24): 3020-3023.
[14]	陈一锴1, 何杰2, 张卫华1, 石琴1, 陈无畏1. 模糊PID主动悬架对重型货车侧翻稳定性的改善研究[J]. 中国机械工程, 2012, 23(21): 2620-2625.
[15]	何宁, 赵治国, 李瑜婷. 双离合器自动变速器换挡规律及其仿真评价 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(3): 367-373.