[发明专利]一种机电复合传动履带车辆功率分配方法

说明书

本发明公开了一种机电复合传动履带车辆功率分配方法，所述机电复合传动履带车辆功率分配方法将驾驶员的需求功率视为一个离散的随机动态过程，通过总结多个循环工况的驾驶员功率，建立驾驶员需求功率的马尔可夫模型，利用随机动态规划的思想建立递推决策方程，求解获得随机条件的最优功率分配方法。本发明克服了基于规则的控制策略和基于瞬时优化控制策略不能在全局过程实现最优燃油经济性的缺点，兼顾了动态规划求解全局最优的特点和马尔可夫决策处理随机过程的优势，能够实现全局最优，从而有效提高机电复合传动履带车辆的燃油经济性。

技术领域

本发明属于机电复合传动控制技术领域，尤其涉及一种机电复合传动履带车辆功率分配方法。

背景技术

对于机电复合传动履带车辆而言，功率分配控制策略直接决定了整车的行驶性能，控制策略的制定是机电复合传动履带车辆的关键技术之一。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性，同时还要兼顾发动机排放、动力电池组寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求，并针对机电复合传动履带车辆各部件的特性和车辆的运行工况，使发动机、电机、动力电池组和传动系统实现最佳匹配。对于机电复合传动履带车辆，目前功率分配控制策略应用较多的是基于规则的控制策略和基于瞬时优化控制策略，而基于规则的控制策略主要是根据设计者的经验来设定规则，并不能达到最优的燃油经济性，瞬时优化控制策略虽然能达到单步或局部的最优燃油经济性，但全局过程并不能实现最优的燃油经济性和排放性能。为实现该目标，动态全局最优策略得以应用，最常见的是基于动态规划的控制策略。然而动态规划控制策略需要对未来工况完全已知的情况下进行优化，该策略只适用于特定工况下的最优控制，而实际行驶过程中，会有很多随机变量导致了工况的不确定性，驾驶员需求功率便是一个主要的随机量，而动态规划控制策略将无法实现最优控制。

传统的基于规则的控制策略和基于瞬时优化控制策略不能在全局过程实现最优燃油经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机电复合传动履带车辆功率分配方法，旨在解决传统的基于规则的控制策略和基于瞬时优化控制策略不能在全局过程实现最优燃油经济性的问题。

本发明是这样实现的，一种机电复合传动履带车辆功率分配方法，所述机电复合传动履带车辆功率分配方法将驾驶员的需求功率视为一个离散的随机动态过程，通过总结多个循环工况的驾驶员功率，建立驾驶员需求功率的马尔可夫模型，利用随机动态规划的思想建立递推决策方程，求解获得随机条件的最优功率分配方法。

进一步，所述机电复合传动履带车辆功率分配方法具体包括以下步骤：

步骤一，根据履带车辆的使用情况判断行驶工况并确定各部件的工作状态；机电复合传动履带车辆行驶环境复杂多变，包括凹凸不平的路面、松软路面、平坦路面、坡度路面、狭窄路面和涉水路面以及上述路面的组合路面等，根据履带车辆行驶环境和使用要求，对履带车辆的行驶工况进行划分：

步骤二，根据各部件的特性确定其工作范围；

步骤三，计算当前状态的用电功率和驱动功率，通过建立需求功率的马尔可夫模型得出用电功率需求、驱动功率需求及相应的转移概率；

步骤四，通过工况的判断选择相应的代价函数；

步骤五，建立机电复合传动履带车辆功率分配目标函数；

步骤六，求解机电复合传动履带车辆功率分配目标函数，计算各状态变量，如果满足约束条件，进行下一步，如果不满足约束条件，继续计算，直到满足约束为止，当满足计算精度时，得出的控制序列即为最优控制策略；

步骤七，根据得出的控制序列确定发动机目标转速和两电机的目标转矩，由电机的转速和目标转矩计算电机的功率，再利用电功率平衡方程计算得到储能装置的功率需求。

进一步，所述根据履带车辆的使用情况判断行驶工况并确定各部件的工作状态，对履带车辆的行驶工况进行划分，具体包括：