《電子技術(shù)應用》
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重載混合動力車輛再生制動策略設(shè)計與優(yōu)化
信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全 1期
薛金紅,涂群章,邵發(fā)明,潘 明
(陸軍工程大學 野戰(zhàn)工程學院,江蘇 南京210007)
摘要: 為進一步提高混合動力應急救援車輛的能源利用率,針對N3類重型車輛的特點設(shè)計了雙模糊邏輯控制策略,分別對前后軸之間的制動力及前軸再生制動與機械制動的制動力進行了合理分配,同時兼顧了車輛的制動穩(wěn)定性及再生制動能量的回收效率。為了更好地發(fā)揮模糊邏輯控制器的性能,采用多目標粒子群優(yōu)化算法,以車輛制動穩(wěn)定性指標及再生制動能量回收量為優(yōu)化目標,對雙模糊邏輯控制器的輸入/輸出隸屬度參數(shù)進行了優(yōu)化。最后,通過Simulink離線仿真實驗驗證了所設(shè)計的雙模糊邏輯再生制動策略及多目標粒子群優(yōu)化算法的正確性、有效性及實用性。
中圖分類號: U469.72
文獻標識碼: A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2022.01.012
引用格式: 薛金紅,涂群章,邵發(fā)明,等. 重載混合動力車輛再生制動策略設(shè)計與優(yōu)化[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全,2022,41(1):75-83.
Design and optimization of regenerative braking strategy for heavy-duty hybrid electrical vehicles
Xue Jinhong,Tu Qunzhang,Shao Faming,Pan Ming
(College of Field Engineering,Army Engineering University of PLA,Nanjing 210007,China)
Abstract: In order to further improve the energy efficiency of hybrid emergency rescue vehicles, a dual-fuzzy logic control(Dual-FLC) strategy was designed according to N3 heavy-duty vehicles. The braking force between the front and rear axles, the regenerative braking force and mechanical braking force on the front axle were distributed reasonably. At the same time, both the recovery efficiency of the regenerative braking energy and the braking stability of the vehicle were considered comprehensively. In order to make the fuzzy logic control(FLC) strategy play better performance, a multi-objective particle swarm optimization(MOPSO) strategy was adopted to optimize the input and output membership parameters of the dual fuzzy logic controller with the target of the vehicle braking stability index and the recovery amount of regenerative braking energy. Finally, the correctness, effectiveness, and practicability of the designed Dual-FLC regenerative braking strategy and the MOPSO algorithm were verified by the offline Simulink simulation.
Key words : mechanical and electronic engineering;regenerative braking;multi-objective particle swarm optimization;fuzzy logic control;hybrid electrical vehicle

0 引言

混合動力車輛以其排放低、能源利用率高的特點正在逐步取代傳統(tǒng)燃油車輛。本文所研究的應急救援車輛是一種重載車輛,在搶險救災、事故救援、消防救援等災害救援領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,要求具有響應速度快、機動性能高、地形適應能力強等特點。

混合動力車輛的能量管理策略是當前研究的熱點,也是混合動力車輛的一個關(guān)鍵技術(shù),近些年已被很多學者進行了研究,但研究的重點大部分放在了行車過程的能量管理方面,而制動控制策略作為能量管理策略中非常重要的一部分,特別是對于應急救援車輛這類載重大、行駛路況復雜的車輛,制動能量的損失非常多,直接影響到車輛的制動性能及能源的利用率。近年來很多學者針對再生制動力機械制動之間的分配也做了一些研究。現(xiàn)在廣泛研究的再生制動策略主要可以分為三類:一是基于確定規(guī)則的制動策略,如基于ECE法規(guī)和I線的制動力分配[1-4],基于制動強度的制動策略[5]等;二是基于智能控制的制動策略,如基于模糊邏輯控制的制動策略[6-8],基于自適應模糊控制的制動策略[9],基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多目標優(yōu)化制動策略[10],基于龐特里亞金最小原理的制動策略[11]等;三是基于智能優(yōu)化算法的制動策略,如基于遺傳算法的多目標優(yōu)化策略[12],基于田口方法優(yōu)化的模糊邏輯制動控制策略[13],改進優(yōu)化算法的自適應能量管理策略[14],改進非線性模型預測控制方法的能量回收控制策略[15]等。這些制動策略采用了不同的方法進行制動力的分配,在不同方面對制動策略進行了改進,都有各自的優(yōu)勢,但主要側(cè)重的是輕型車輛,在本文設(shè)計的重載應急救援車輛的制動控制方面并不完全適用,需在路面行駛工況、車輛制動穩(wěn)定性等方面重點改進。



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作者信息:

薛金紅,涂群章,邵發(fā)明,潘  明

(陸軍工程大學 野戰(zhàn)工程學院,江蘇 南京210007)


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