基于MPC算法的PHEV发动机转矩预测控制策略研究

摘要

针对一款并联式混合动力系统的结构特点,以提高其燃油经济性为目标,开展局部工况下发动机转矩预测的控制策略研究。采用规则与优化算法相结合的方法,在模式切换层上选定电池荷电状态(SOC)与表示负荷大小的加速踏板开度为控制参数。当系统进入联合驱动模式,采用优化算法,即以燃油消耗为优化目标价值函数,发动机转矩为控制变量,基于模型预测控制(MPC)算法建立局部工况时域预测滚动优化策略。为确定MPC的预测时域和权衡因子两个关键参数,设计了相应的正交仿真实验方法。确定预测时域改变权衡因子,选用预测时域S为3s,权衡因子分别为0.0001、0.00001、0.000001。确定权衡因子改变预测时域,则权衡因子选用0.0001,预测时域S分别为3s、5s、10s。结果表明,因子λ为0.0001,预测时域S为3s为最佳组合,折合百公里等效综合油耗为6.179 L/100 km。另外,选用最佳组合参数所制定的策略与普通规则策略相比,其燃油经济性提升9.3%。通过以上对比实验,进一步说明基于MPC算法的局部工况发动机转矩预测控制策略可有效改进燃油经济性。

关键词

并联式混合动力汽车 / 控制策略 / 转矩分配 / 模型预测控制