[发明专利]一种高原装甲车辆散热系统多目标分级优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及优化控制技术领域，具体涉及一种高原装甲车辆散热系统多目标分级优化控制方法。

背景技术

高原装甲车辆散热系统多热源部件温度响应直接决定了高原工况下发动机的运行性能、传动装置的运行性能和系统功率消耗等多项性能。多热源部件温度响应优化和最优控制在本质上都属于优化问题，只是两者所处的层次和优化的变量有所不同。前者在稳态层次内主要解决多热源部件温度响应的优化问题；后者基于散热系统功率消耗反馈在动态层次内主要解决功率消耗的优化问题，它能够实现稳态层次内的最优状态，并且为瞬态层次内的部件控制提供依据。

因此，如何设计一种高原装甲车辆散热系统多目标分级优化控制方法，成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种高原装甲车辆散热系统多目标分级优化控制方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高原装甲车辆散热系统多目标分级优化控制方法，包括以下步骤：

步骤1、根据海拔高度H、外界环境温度T、车速v、发动机转速n_e以及输出轴扭矩τ_s完成系统散热计算得到发动机各热源部件冷却介质出口温度E(t)和传动装置各热源部件冷却介质出口温度G(t)，并得到满足各热源部件极限温度要求的系统驱动部件转速n_d(f，p)的第一级可行域S1；其中f表示风扇，p代表水泵，n_d(f，p)代表风扇和水泵的转速集合；

步骤2、在可行域S1内进行搜索，计算第i个搜索项n_d(f_i，p_i)对应的发动机冷却介质出口温度最优温度范围E_{i_min}(t)和E_{i_max}(t)，并且判断第i个搜索项对应的发动机冷却介质出口温度E_i(t)是否能够满足发动机装置目标温控要求，如果E_{i_min}(t)≤E_i(t)≤E_{i_max}(t)，则将驱动部件转速n_d(f_i，p_i)添加到第二级可行域S2；否则，淘汰该转速点；其中，i是集合S1里的变量，即集合S1里的搜索项序号；

步骤3、判断可行域S2是否有可行解，如果S2为空集合，此时在第一级可行域S1内对发动机冷却介质出口温度E_i(t)进行优化，得到发动机冷却介质出口温度最优的驱动部件转速n_opt，并且直接转到步骤7；如果S2非空集，则转到步骤4；

步骤4、在可行域S2内进行搜索，计算第j个搜索项n_d(f_j，p_j)对应的传动装置冷却介质出口温度最优温度范围G_{j_min}(t)和G_{j_max}(t)，并且判断第i个搜索项对应的传动装置冷却介质出口温度G_j(t)是否能够满足传动装置目标温控要求，如果G_{j_min}(t)≤G_j(t)≤G_{j_max}(t)，则将驱动部件转速n_d(f_j，p_j)添加到第三级可行域S3；否则，淘汰此转速点；其中，j是集合S2里的变量，即集合S1里的搜索项序号；

步骤5、判断可行域S3是否有可行解，如果S3为空集合，此时在第二级可行域S2内对传动装置冷却介质出口温度G_j(t)进行优化，得到传动装置冷却介质出口温度最优的驱动部件转速n_opt，并且直接转到步骤7；如果S3非空集，则转到步骤6；

步骤6、在第三级可行域S3内对散热系统功率消耗P(f，p)进行优化，得到散热系统功率消耗最小的驱动部件转速n_opt，并且转到步骤7；

步骤7、将最优驱动部件转速n_opt输出。

优选地，步骤S1中，根据海拔高度H、外界环境温度T、车速v、发动机转速n_e以及输出轴扭矩τ_s利用高原变海拔参数折算方法以及传热学散热器传热计算方法完成系统散热计算得到发动机各热源部件冷却介质出口温度E(t)和传动装置各热源部件冷却介质出口温度G(t)。