[发明专利]一种混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法及系统

权利要求书

1.一种混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，包括：

获取无人履带车的车辆行驶状态、能量状态以及控制变量；所述车辆行驶状态包括：车辆的参考轨迹的二维平面坐标信息、转角、车辆行驶速度以及车辆行驶速度；所述能量状态包括：电池能量状态以及车辆行驶能量；所述控制变量包括：发动机功率、转向时内侧电机功率以及转向时外侧电机功率；

根据所述车辆行驶状态确定无人履带车的路径跟踪误差；

根据所述路径跟踪误差，采用深度确定性策略梯度算法，构建上层速度规划器；所述上层速度规划器用于优化两侧履带速度；

根据所述能量状态以及控制变量构建控制导向模型；所述控制导向模型用于根据当前时刻的能量状态以及控制变量预测下一时刻的能量状态以及控制变量；

根据所述控制导向模型，构建下层显性模型预测控制器；所述下层显性模型预测控制器用于进行能量管理；

利用所述上层速度规划器以及所述下层显性模型预测控制器进行无人履带车的车辆速度与能量协同优化；

所述获取无人履带车的车辆行驶状态、能量状态以及控制变量，具体包括：

获取无人履带车的参考轨迹的GPS经纬度坐标信息；

利用高斯-克吕格投影法将GPS经纬度坐标信息转换为二维平面坐标信息；

将二维平面坐标信息转化到以无人履带车的车辆形心为原点的车辆局部坐标系；

所述根据所述车辆行驶状态确定无人履带车的路径跟踪误差，具体包括：

利用公式确定无人履带车的车辆动力学模型；

利用公式确定无人履带车的运动状态方程；

利用公式确定车辆形心线速度和旋转角速度；

利用公式确定路径跟踪误差；

其中，m和分别表示履带车的整备质量和航向转动惯量，和分别表示履带车形心位置的速度和加速度，和分别表示左、右侧驱动电机提供的驱动力，和则分别表示左、右侧履带的滚动阻力，表示两侧履带的滚阻系数，表示两侧履带中心距，为履带车转向阻力矩，g为重力加速度，L为履带接地长度，为转向阻力系数，和分别代表左、右两侧的履带速度，分别表示履带车形心在大地坐标系中的坐标及相对与大地坐标系的转角，表示旋转角速度，表示路径跟踪误差，表示跟踪目标在全局坐标系下的位置，，，分别表示在车辆局部坐标系下车辆的前进方向的误差、横向误差与角度误差。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述根据所述路径跟踪误差，采用深度确定性策略梯度算法，构建上层速度规划器，具体包括：

将转向内侧电机转矩以及外侧电机转矩作为深度确定性策略梯度算法的动作变量；

利用公式确定深度确定性策略梯度算法的反馈奖励；

其中，表示反馈奖励，表示无人履带车行驶过程中的驱动功率，和均为权重系数。

3.根据权利要求2所述的一种混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述根据所述能量状态以及控制变量构建控制导向模型，具体包括：

利用公式确定控制导向模型；

其中，x表示状态量，状态量为电池能量状态以及车辆行驶能量，u表示控制量，控制量为发动机功率、转向时内侧电机功率以及转向时外侧电机功率，A，B表示系数矩阵，k表示第k时刻。