基于混杂模型预测控制的顺序实时决策混合动力能量管理策略研究

摘要

提出了一种用于船舶混合动力推进系统的动力分配优化策略和评估架构。从实验数据和组件特性角度出发，结合系统辨识、聚类算法等方法将连续变量和离散变量有效融合以构建反映船舶混合动力混杂特性的状态空间方程。定义了满足减少燃料消耗和提高动力性能的权衡性能指标函数，并设计了基于混合逻辑动态模型的混杂模型预测控制器(HMPC),使得天然气发动机、永磁同步电机和离合器的协同工作达到最优控制效果。最后，利用测试工况对所提出的HMPC在节能和动力提升方面进行实机测试，结果表明，与兼顾经济性与动力性的HMPC相比，燃料最优HMPC可节约2.72%的燃料，动力最佳HMPC可提高59.72%动力性能。

关键词

混合动力模型 / 能量管理 / 船舶混合动力 / 系统辨识 / 混杂系统

基金资助

辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(LJ212410154030); “春晖计划”合作科研项目(HZKY20220405); 工信部高技术船舶科研项目(KY10300190077); 辽宁工业大学博士启动基金(XB2023027)