[发明专利]一种机电复合传动履带车辆多目标优化方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆优化控制技术领域，尤其涉及一种机电复合传动履带车辆多目标优化方法。

背景技术

多目标优化问题在工程应用等现实生活中非常普遍并处于非常重要的地位，这些实际问题通常非常复杂和困难。实际中的优化问题通常为多目标优化问题，多目标优化问题的各个子目标之间是矛盾的，一个子目标的改善有可能会引起另一个或者另几个子目标性能的降低，也就是说要使得多个子目标同时达到最优是不可能的，而只能在它们中间进行协调和折中处理，使得各个子目标尽可能的达到最优值。自20世纪60年代早期以来，多目标优化问题吸引了越来越多的不同技术背景的研究人员的注意。因此解决多目标优化问题具有非常重要的科研价值和实际意义。机电复合传动履带车辆是由发动机、动力电池组、电机/发电机、机电耦合机构等组成的复杂系统，发动机和动力电池组为履带车辆的动力来源，功率分配是整车效率和性能的关键，功率分配控制策略是一个具有随机过程的多目标优化问题，需要综合考虑多方面的性能以及车辆的特点以建立多元化的优化目标，从而获得最佳的综合性能。机电复合传动履带车辆对动力性、燃油经济性、供电能力和传动系统的传动效率都有要求，而经济性、动力性和供电能力是相互矛盾的，动力性和供电能力要求机电复合传动提供的储备功率增大，而储备功率增大会增加燃油消耗，降低经济性。

对于多元化的优化目标，通常的做法是将优化目标处理或数学变换为单目标优化问题，然后对单目标进行优化，而对于机电复合传动履带车辆，在不同的行驶工况下对优化目的侧重点不同，因此现存的优化方法不适用于机电复合传动履带车辆。

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多目标优化方法，旨在解决传统优化方法只能针对固定模式下优化目标进行优化的问题。

本发明是这样实现的，一种机电复合传动履带车辆多目标优化方法，所述机电复合传动履带车辆多目标优化方法包括：

步骤一，确定机电复合传动履带车辆的动力性能、供电能力、动力电池组寿命、燃油经济性、传动系统综合传动效率、制动能量回收性能；

步骤二，确定机电复合传动履带车辆优化目标；

步骤三，划分机电复合传动履带车辆行驶工况；

步骤四，优化目标无量纲化处理，采用归一化处理方法对各优化目标进行统一；

步骤五，建立递阶层次结构模型；

步骤六，列出判断矩阵；

步骤七，层次单排序；

步骤八，计算一致性指标，检验判断矩阵的一致性；

步骤九，层次总排序；

步骤十，判断矩阵一致性和评价层次总排序的计算结果，进行一致性检验；

步骤十一，根据特征向量即可获得不同工况下的综合优化目标。

进一步，所述确定机电复合传动履带车辆优化目标具体包括：

以发动机油耗和动力电池组寿命建立综合经济性优化目标J₁，具体表达式如下：

J₁＝fuel+γ₁ΔSOC+γ₂(SOC-SOC₀)²；

式中，fuel为发动机的燃油消耗率，单位为g/s，fuel是发动机转速、转矩的函数；γ₁ΔSOC为电池等效油耗，γ₁为等效系数，取-12500，ΔSOC为电池组的变化率；γ₂(SOC-SOC₀)²为动力电池组的寿命损耗，γ₂为比例系数，越大表示对SOC变化越敏感，取2000，SOC为动力电池组的荷电状态，SOC₀为荷电状态初始值，取0.5；

动力性目标，车辆动力性指标包括：最高车速、加速能力和最大爬坡度；

储备功率，用当前能提供的最大功率与需求的驱动功率的差值来衡量动力性，J₂表达式如下：

J₂＝P_emax(n_e)+P_Smax(SOC)-P_d；