基于遺傳算法的混合動力汽車多目標優(yōu)化及控制策略研究.pdf

1、混合動力汽車在能耗和排放性能上優(yōu)于內燃機汽車，在續(xù)駛里程上優(yōu)于純電動汽車，在降低燃油消耗，提高汽車運輸效率方面具有突出優(yōu)勢。混合動力汽車的核心部分是動力傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)參數(shù)的確定對整車動力性和燃油經(jīng)濟性有很大影響。本文基于多目標優(yōu)化理論與方法，對混合動力汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)進行多目標優(yōu)化設計，以完成發(fā)動機和動力傳動系統(tǒng)的最優(yōu)匹配選型，實現(xiàn)提升混合動力汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的目的。本文主要研究工作如下:
　　(1)混合動力汽車部件及整

2、車模型的建立。依據(jù)已有車型分析混合動力汽車模型建立方法，分別建立發(fā)動機外特性和萬有特性數(shù)學模型、電機數(shù)學模型、傳動系數(shù)學模型和行駛阻力數(shù)學模型。傳動系數(shù)學模型包括:變速器數(shù)學模型、各擋傳動比間隔數(shù)學模型、傳動比數(shù)學模型。
　　(2)混合動力汽車傳動系統(tǒng)多目標優(yōu)化模型的建立。以動力性和燃油經(jīng)濟性為雙目標函數(shù)，動力性目標函數(shù)為加速能力（原地起步加速時間），燃油經(jīng)濟性目標函數(shù)為多工況百公里燃油消耗量。將整車動力性約束、速比約束和防止動力

3、中斷約束作為約束條件，以主減速器傳動比和變速器各擋傳動比為優(yōu)化設計變量，基于多目標優(yōu)化設計理論與方法，建立混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)多目標優(yōu)化數(shù)學模型。
　　(3)混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)的多目標優(yōu)化。根據(jù)建立的多目標優(yōu)化數(shù)學模型，基于帶精英策略的非支配排序多目標優(yōu)化算法(NSGA-Ⅱ)，并對NSGA-Ⅱ優(yōu)化過程的具體參數(shù)進行設置，對動力傳動系統(tǒng)參數(shù)進行多目標優(yōu)化，得到一系列均勻分布的Pareto最優(yōu)解，最終選取一組燃油消耗相對較低

4、的解作為本文的最優(yōu)解。對混合動力汽車的工作模式進行分析，以發(fā)動機經(jīng)濟效率最優(yōu)為控制目標，制定各動力源轉矩協(xié)調分配控制策略。
　　(4)多目標優(yōu)化方法及控制策略的驗證。運用ADVISOR仿真平臺對整車動力性和燃油經(jīng)濟性進行仿真分析，應用本文制定的混合動力汽車動力源轉矩協(xié)調分配控制策略，對比優(yōu)化前后整車性能，驗證基于NSGA-Ⅱ算法的多目標傳動系統(tǒng)優(yōu)化設計及控制策略的實用性和有效性。
　　仿真結果表明，優(yōu)化設計的動力傳動系統(tǒng)參數(shù)