基于MAS的HEV再生制动动态协调控制策略研究_王儒.pdf
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1、第 卷 第期佳 木 斯 大 学 学 报(自 然 科 学 版)年 月 ()文章编号:()基于 的 再生制动动态协调控制策略研究王儒,张艺越,方明月(安徽信息工程学院机械工程学院,安徽 芜湖 )摘要:为进一步提高 制动力分配占比的合理性,以 制动稳定性和能量回收最大化为目标,结合智能控制理论,在制动稳定区间内设计一种 再生制动动态协调控制策略,利用 和 建立联合仿真模型,结果表明,在保证制动稳定性的前提下与 缺省策略相比优化后的再生制动系统有效完成了制动力的智能化分配,续驶里程得到有效提升。关键词:再生制动;多智能体;动态协调中图分类号:文献标识码:引言混合 动 力 汽 车(,)采用油电混合驱动,
2、可实现热能和电能的驱动循环利用,与传统燃油车相比具有较多的显著特点,其所特有的再生制动技术是实现车辆减速制动时将动能转化为电能进行能量二次利用的关键技术,也是各高校、汽车厂商和科研院所研究的主要技术之一。谢一兵等人以 制动法规为研究基础,在分析再生制动原理基础上建立机电复合制动 仿真模型,仿真结果表明所设计的控制策略能量回收率和 值显著提升。纪佳圳等人从再生制动技术影响因素出发,完成制动力分配策略的设计,基于 建立仿真模型并依次进行仿真分析和实车测试,结果表明所设计的控制策略保证了制动安全性和能量回收率。等人在液压泵上并联气动动力系统,将制动能量储存在液压储能器和储气罐中,以液压泵和发动机并行
3、供能为主,气动动力系统供能为辅,结果表明,回收的能量大大提高。等人基于 制动法规完成制动力分配,并以能量回收最大化为目标,通过与滑膜控制方法进行比较,能量回收效率和稳定性显著提升。现有研究表明,国内外学者对再生制动技术的研究主要从控制策略、行驶平稳性和足够的制动效率等方面展开深入研究,对不同工况下如何实现制动力动态协调自主智能分配研究较少。鉴于此,文中针对 制动系统合理配置与设计制动力的分配占比问题,基于智能控制原理,引入多智能体控制技术,以期实现 制动力的智能化分配。动力学模型分析 行驶力学分析是建立制动力分配模型的基础,且 整车模型建立方法与传统汽车研究方法相同,因此建立如图所示整车受力参
4、数分析模型。图 受力分析图结合汽车动力学知识,对 受力分析完成整车受力平衡关系分析如式()所示。收稿日期:基金项目:安徽省高等学校自然科学研究项目 );“机械设计制造及其自动化”();安徽省高等学校自然科学研究项目“()。作者简介:王儒(),男,安徽宿州人,助教,硕士,研究方向:机械设计与仿真。第期王儒,等:基于 的 再生制动动态协调控制策略研究总 ()式中:总为汽车总驱动力,;为道路坡度,();为滚动阻力系数;为空气阻力系数;为汽车迎风面积,;为空气密度,;为汽车车速,;为旋转质量转换系数;为加速度,。再生制动动态协调控制系统模型搭建 及多 系统明斯基教授在 书中最早提出 的概念,用于表示在
5、社会中通过协商或竞争方式解决矛盾,具有自治行为、自适应性的人或物。其作为计算机和人工智能领域的一个重要概念,单个 可适应外界环境的变化,具有自治和交互协作的能力。但受其自身求解能力的限制,单一 无法在复杂多变的实时动态系统中较好的发挥其适应性、协调性和信息交互能力。为此,提出多 系统(,)的概念,即通过多个 间的相互协调协作,从实时动态控制系统原理和控制需求出发,定义多个 ,每个 间可完成信息的交互沟通协作,共同完成复杂任务分解和求解,提高控制系统鲁棒性和协调性。再生制动动态协调控制策略的建立系统 作为动态协调策略的总协调器,感知 实时工况信息和踏板开度变化,结合各 间的动态特性差异,引入多智
6、能体控制理论和智能控制思想,实时精确识别驾驶员制动需求,完成制动力的智能化分配,将反馈的各部件智能体参数信息,如蓄电池当前 值、电机转矩等进行整合优化的同时做出实时判断和工作模式切换并向各部件智能体发送制动需求响应。电机 电机 接收来自系统 的信号与命令完成工作模式切换,计算电机完成任务所需的转矩,接收电机转矩指令并约束调整输出转矩,并将实际输出转速和转矩等参数传递至车轮 和蓄电池 。即在转速额以下时,再生制动转矩恒定,大于转速额,电机恒功率运转,并且转矩与转速成反比,有 ,额 额,额 ()额是电机额定功率;是再生制动力矩。转矩与制动力关系:()式中:为 制 动 时 电 机 转 矩,;为驱动轴
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