基于随机动态规划的燃料电池城市客车能量管理策略优化

设计了一种新型的燃料电池混合超级电容的城市客车动力系统结构,在理论计算和工程分析的基础上,对该动力系统进行了参数匹配.提出一种基于随机动态规划的燃料电池碱市客车能量管理策略的设计思想,将驾驶员需求功率模拟为一个离散的随机动态过程,并建立相应的马尔可夫模型,在此基础上采用策略迭代的算法对能量管理策略进行了优化.并对优化后的策略进行仿真,结果表明该策略下的整车燃料经济性有明显提高.     

燃料电池汽车动力系统动态数学模型

建立了用于燃料电池汽车功率平衡控制算法设计的动力系统动态数学模型。该数学模型包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组。采用最小二乘参数辨识方法对模型中的未知参数进行了估计。基于所建立的数学模型通过设计线性二次型调节器建立了基于状态反馈的燃料电池汽车动力系统功率平衡控制算法。离线仿真和转鼓测试结果证明：所设计的控制算法达到既定的控制目标，从而证明所建立的动力系统数学模型用于控制算法的设计可行。离线仿真同实测数据对比证明：所建立的系统动态数学模型达到了较高的仿真精度。     

基于价值损耗的有轨电车混合动力能量策略比较研究

为了全面评价燃料电池有轨电车混合动力系统的经济性和提高系统的耐久性,计及燃料电池和锂电池寿命;提出了一种基于混合动力系统寿命的价值损耗评价函数.采用实测工况的需求功率,利用价值损耗函数对状态机、功率跟随和等效氢耗最小3种能量方法进行经济性分析.仿真结果表明:状态机策略的价值损耗最小,相比功率跟随和等效氢耗最小策略,该方...     

混合动力调车机车牵引系统建模与仿真

分析了混合动力调车机车牵引系统的结构,介绍了多种动力模式下牵引系统的工作原理.在此基础上采用MATLAB/Simulink构建了混合动力调车机车牵引系统的主电路模型及动力蓄电池模型,对所构建的混合动力调车机车牵引系统模型进行了混合动力牵引、纯柴油发电机牵引、纯动力蓄电池牵引等工况的仿真实验仿真结果表明,该混合动力调车机车的主电路结构、参数及系统能量管理策略可以实现混合动力调车机车在不同工况下的可靠运行.     

面向能量管理的燃料电池混合动力模型辨识

燃料电池混合动力能量管理算法离线及在线优化需要建立一套有效的模型辨识方法.根据混合动力系统的部件特性,使用TTCAN数据,基于最小二乘原理建立系统辨识算法,辨识出系统模型.离线仿真结果表明,所辨识的模型能反映当前系统性能,可作为能量管理算法优化的依据.为提高能量管理算法的自适应调整能力,需要将离线辨识改为在线辨识,并整合到整车控制器中.在Matlab/Simulink环境中搭建在线辨识算法,并通过自动代码生成与整车控制器底层代码无缝结合.增加了在线辨识算法的能量管理算法远行时间从原先的0.58ms提高到3.2ms,但仍然小于TTCAN网络的最小闲置时间4ms.在线辨识算法虽然增加了整车控制器运算负荷,但并未影响TTCAN通讯时序.中国城市公交典型工况测试表明,采用在线辨识算法后的系统氢气消耗从8.2kg/100km降低到7.9kg/100km,约降低3.6%.为控制燃料电池输出功率波动,进一步工作中需要将燃料电池模型加入在线辨识算法,并采用递推算法降低整车控制器计算负荷.     

燃料电池混合汽车建模及仿真研究

面向控制系统设计的目的建立了一种燃料电池汽车动力系统的动态数学模型,其中包括燃料电池发动机、DC/DC(直流/直流变换器)、电机驱动系统、动力蓄电池组.采用最小二乘法实现了模型参数估计.基于数学模型及模型参数估计的结果开发了燃料电池混合动力汽车的计算机仿真模型,并应用该模型进行了仿真分析,离线仿真与实测数据的对比证明,所建立的模型具有很高的精度,能够用于控制系统设计及仿真分析.     

基于混合系统理论的电动汽车能量管理策略

以单轴并联式混合动力电动汽车为研究对象,基于混合动态系统理论,利用混合输入输出自动机模型,直观的描述了混合动力系统,分析得出了多能源功率分配和工作模式切换序列的基本规律,系统的阐述了能量最优化分配和工作模式最佳切换序列的工程实现,为进一步实现性能的优化匹配和协调控制,提高整车性能奠定了一定的基础。通过与Advisor中Insight车型的仿真结果对比,验证了基于混合动态理论能量管理策略的实际效能。     

光伏-氢能自主发电系统稳态建模与分析

对光伏-氢能自主发电系统进行建模和分析是设计和应用的基础,提出了包括光伏电池、可再生燃料电池和蓄电池的稳态数学模型,仿真和分析光伏-氢能自主发电系统长期运行的性能.利用建立的数学模型来分析和比较两类光伏-氢能自主发电系统:光伏电池-可再生燃料电池-蓄电池系统(PVRFCBAT)和光伏电池-可再生燃料电池系统(PVRFC)的性能.仿真结果表明PVRFCBAT发电系统的经济性能、效率和可再生燃料电池的使用寿命优于PVRFC发电系统,但它的结构较为复杂,蓄电池使用寿命较短.     

PHEV模糊控制能量管理策略建模与仿真

为降低汽车的燃油消耗和尾气排放,对并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid ElectricVehicle,简称PHEV)的能量管理系统(Energy Management System,简称EMS)进行了研究。利用Matlab/simulink建立了PHEV模糊控制能量管理算法,并将该算法嵌入到Advisor软件的PHEV中进行仿真和对比分析。结果表明,与原电辅助控制策略相比,采用所设计的模糊控制能量管理策略,在有效降低每100千米汽车的燃油消耗的同时,HC、CO、NOX等废气排放均有所下降。     

大气层外动能拦截器末制导律与能量优化方法

针对大气层外动能拦截器的末制导问题,建立了包含发动机误差源的六自由度模型。在考虑目标机动加速度和拦截器状态估计误差的情况下,基于预测控制理论,提出了一种形式简单的增广预测制导律,并且采用李雅普诺夫第二方法证明了制导系统的渐近稳定性。针对拦截器能量优化问题,提出了一种基于序列二次规划(sequential quadratic programming, SQP)算法的拦截器能量优化方法。仿真结果表明,所设计的制导律和能量优化方法,能够在精确命中目标的同时,满足燃料消耗最小、发动机开关频率较小的要求。     

基于小波神经网络的混合动力汽车实时控制策略

提出了基于小波神经网络的并联式混合动力汽车实时控制策略,用以控制混合动力系统的转矩分配,以提高混合动力汽车燃油经济性。该策略采用一个小波神经网络控制器,结合瞬时优化控制策略得到的控制规则进行训练,实现对混合动力系统的实时控制。基于ADVISOR的仿真研究表明,该控制策略不仅能够保证车辆的燃油经济性,而且克服了瞬时优化控制策略难以实时控制的缺点。     

ISG型中度混合动力汽车能量管理策略研究

在汽车动力学基础上,对ISG型中度混合动力汽车在不同工作模式下的系统效率进行瞬时优化,以系统效率最高为优化目标,得到工作模式切换规律。在瞬时优化结果的基础上,采用全局最优化方法,分别计算在不同工况下道路循环单元ECE和EUDC的油耗与SOC变化值。根据油耗与SOC变化值,对不同工况下的循环单元进行排列组合,制定了十种不同的能量管理策略。仿真结果表明,根据不同的道路情况和驾驶意图,可以选择最优的能量管理策略,以达到降低油耗和平衡SOC的目的。     

光伏系统中蓄电池管理策略研究

为延长蓄电池使用寿命,提出了适于光伏系统的蓄电池充电控制策略和蓄电池分组管理策略。建立了光伏蓄电池系统主要元件(光伏电池、蓄电池和双向功率变换器等)的数学模型;基于光伏电能的随机和间断特性及蓄电池的充电特性,设计了一种基于电流调节的蓄电池充电控制策略;将蓄电池分组,集中有限光伏电能对一组蓄电池充电,使其快速达到充满状态,并循环针对不同组实施该策略。使用MATLAB/Simulink搭建了光伏蓄电池系统的仿真模型,并对其运行性能进行了分析。仿真结果表明:推荐使用的蓄电池充电控制策略可实现光伏电能的充分利用;分组管理策略可使蓄电池避免长期处于欠充状态。     

多个多弹头在轨武器平台的目标分配优化

为了解决多个多弹头在轨武器平台目标分配优化计算量较大的问题,提出了一种离散粒子群算法与禁忌搜索相结合的目标分配(discrete particle swarm optimization-taboo search, DPSO-TS)算法进行局部操作。首先建立了基于遗传算法的单个多弹头在轨武器平台拦截轨道优化模型,确定了拦截所需的速度增量和消耗燃料的质量;其次提出了以打击目标数目和单个多弹头在轨武器平台剩余燃料的最小值作为优化指标,建立了基于DPSO TS算法的目标分配优化模型;最后仿真结果表明DPSO-TS算法在保持DPSO算法收敛精度的前提下,收敛速度更快,该方法能够快速有效地解决多个多弹头在轨武器平台的目标分配优化问题。     

并联混合动力汽车扭矩协调控制策略仿真研究

对于使用机械式自动变速器(AMT)的并联式混合动力汽车(PHEV),能量管理策略的实现需要对发动机、电机以及离合器和变速箱进行协调控制,为此,建立一个分层控制系统来管理整车的能量分配和实现整车的能量分配策略。能量管理策略的实现层以改善车辆行驶平顺性和减小离合器磨损为目标,协调控制动力和传动系统,实现能量管理层需要的扭矩分配、工作模式切换以及换档等要求。在Matlab/Simulink环境下建立了并联式混合动力汽车动力传动系统的仿真模型,通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车,试验结果表明了控制系统和控制策略的适用性。     

基于Matlab的燃料电池汽车动力系统仿真

在给出燃料电池汽车动力系统结构的基础上，基于Matlab软件环境，建立了前向式燃料电池汽车动力系统模型，模型结构和实际的动力系统有着严格的对应关系，各部分模型采用物理分析与数据处理相结合的方法建立。按照一定的控制策略和部件物理参数进行了仿真，仿真结果表明该模型的有效性和合理性，为燃料电池汽车动力系统研究打下了基础。     

混合动力客车自适应能量容错管理的研究

将容错控制理论应用于复合式混合动力客车控制策略开发中,提出了一种自适应能量容错管理的方法.该能量容错管理综合考虑了安全性能、行驶性能及能量分配方面的要求.通过基于模型的方法对故障进行诊断,分析其影响.利用等效燃油最小消耗(ECMS)思想,建立参数自适应客错控制策略,实现故障和无故障下对系统性能的实时优化.对系统的容错性提出了一种基于功率误差的等价燃油消耗评价指标.仿真和试验结果表明该控制策略是实时可行的.     

电电混合燃料电池城市客车动力系统建模与仿真

根据北京某公交行驶工况研究的结果,对燃料电池城市客车动力系统进行了构型选择和主要参数匹配,然后在Matlab/Simulink软件中利用封装技术建立了详细的整车动力系统仿真模型,对其工况跟踪和动力电池特性进行了仿真研究。仿真结果说明了整车动力系统的设计和参数匹配比较合理,能够满足北京公交的运营需要,同时也说明了仿真模型是正确的并且为后续详细控制算法的研究提供了基础。     

混合动力FCEV控制策略的仿真研究

目前国内外都在深入研究燃料电池混合动力电动汽车(FCEV)，而FCEV的控制策略是更好的发挥FCEV的优势的一个关键。比较了FCEV与传统的汽车在整车性能上的不同，并从理论上分析了FCEV的能量分配和系统控制方式，用SIMULINK建立了一个FCEV的系统模型进行仿真，通过对仿真结果的分析验证了文中所迷的控制策略。     

PEMFC混合模型的建模及其稳态仿真

模型和仿真是设计最优燃料电池系统的有利工具。本文提出了一种新型的混合燃料电池模型,该混合模型包括机理部分和黑箱部分(即神经网络部分)。其中,机理部分用来体现大家所熟知的PEMFC性能,神经网络部分用来表现大家所不知或者不能用机理模型来表现的PEMFC性能,从而使该模型能更好的再现PEMFC的各种特性。为了验证该混合模型的有效性,在Matlab/Simulink环境下进行了不同阴极压力和温度下的仿真实验,结果证明了该混合模型的正确性。该混合模型与实验数据、机理模型和ANN模型的比较实验,表明混合模型具有比单独的机理模型或神经网络模型更高的精度。