申请/专利权人：西安建筑科技大学

申请日：2024-04-07

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN117984988B

主分类号：B60W20/15

分类号：B60W20/15;B60W10/06;B60W10/08;B60W50/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2024.05.24#实质审查的生效;2024.05.07#公开

摘要：本发明涉及仿生混合动力控制技术领域，具体涉及基于仿生动力学系统的混合动力控制方法及系统，该方法包括：采集仿生混合动力系统的运行数据，对仿生混合动力系统的运行规律进行分析，考虑不同的需求下，仿生混合动力系统的仿生动力控制特性，自适应构建电动机功率‑做功效率曲线、发动机功率‑燃油效率曲线；基于功率调节前后的动力源的提供的动力变化以及动力分配规则自适应构建粒子群算法中的适应度函数，结合粒子群算法完成混合动力仿生系统的功率分配优化。本发明旨在将仿生动力学与混合动力学相结合，提升粒子群算法的寻优能力，进而提高混合动力仿生控制的效率与能源利用率。

主权项：1.基于仿生动力学系统的混合动力控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集各时刻的仿生混合动力汽车运行数据，包括运行速度数据、加速度数据、发动机的功率数据、燃油消耗量数据、电动机电源的容量数据、电动机的功率数据；根据连续时刻的加速度数据的分布特征获取当前时刻的速度变化线性度；根据当前时刻的速度变化线性度结合运行速度数据的变化特征获取当前时刻的行驶状况平稳性；预设速度阈值，将小于等于速度阈值的速度范围作为低速区间；根据仿生混合动力汽车从启动到低速区间内所有速度过程中电动机运行功率以及电动机电源的容量数据的变化特征获取电动机功率-做功效率曲线；根据仿生混合动力汽车的运行速度从速度阈值到不在低速区间的所有速度过程中发动机运行功率以及燃油消耗量数据的变化特征获取发动机功率-燃油效率曲线；根据电动机功率-做功效率曲线、发动机功率-燃油效率曲线结合当前时刻的行驶状况平稳性自适应构建粒子群算法中粒子的适应度，采用粒子群算法获取当前时刻仿生混合动力汽车发动机与电动机的最优功率分配，完成混合动力控制；所述电动机功率-做功效率曲线，具体为：对于低速区间的任一低速度，在仿生混合动力汽车从启动到所述低速度的低速过程中，将电源消耗电量与电源的总电量的比值记为第一比值，将1与所述第一比值的差值作为容量比；计算仿生混合动力汽车的质量、所述低速度的平方、所述低速过程对应的速度变化线性度以及所述容量比的乘积的二分之一的结果；采用最小二乘法获取所述低速过程中的电动机时间-功率拟合曲线，计算所述低速过程中所述拟合曲线的积分值；将所述结果与所述积分值的比值作为所述过程中的电动机做功效率因子；将所述低速过程中所有时刻的功率数据的平均值作为所述低速过程的平均功率值；采用最小二乘法对所有所述低速过程的所述平均功率值以及所述电动机做功效率因子进行拟合得到电动机功率-做功效率曲线；所述根据连续时刻的加速度数据的分布特征获取当前时刻的速度变化线性度，包括：将仿生混合动力汽车预设时长内的加速度数据按照时序顺序组成的序列作为加速度时间序列；对于加速度时间序列的各数据点，计算各数据点与相邻后一数据点的差值，若所述差值不等于0，则将对应数据点保存为特征数据点；统计加速度时间序列中特征数据点的个数；计算所述个数与1的和值；计算加速度时间序列的加速度方差；计算所述和值与所述加速度方差的乘积；将所述乘积的倒数作为当前时刻的速度变化线性度；所述根据当前时刻的速度变化线性度结合运行速度数据的变化特征获取当前时刻的行驶状况平稳性，具体为：将仿生混合动力汽车预设时长内的运行速度数据按照时序顺序组成的序列作为速度时间序列；计算所述速度时间序列的速度方差；将当前时刻的运行速度与速度变化线性度的乘积作为第一乘积；将加速度时间序列所有所述差值的和值作为差异和值；将所述速度方差与所述差异和值的乘积作为第二乘积；将所述第一乘积与所述第二乘积的比值作为当前时刻的行驶状况平稳性；所述粒子群算法中粒子的适应度，包括：获取当前时刻粒子的功率分配判断值；当所述功率分配判断值大于等于0时，获取当前时刻粒子的功率分配符合度；计算所述功率分配符合度、当前时刻的电动机做功效率因子以及当前时刻的发动机燃油利用率的乘积；计算所述功率分配判断值与预设大于零的调整参数的和值；将所述乘积与所述和值的比值作为当前时刻粒子的适应度；当所述功率分配判断值小于0时，将0作为当前时刻粒子的适应度；所述获取当前时刻粒子的功率分配判断值，表达式为： 式中，表示当前时刻粒子的功率分配判断值，、分别表示当前时刻粒子的电动机功率、电动机做功效率因子，、分别表示当前时刻粒子的发动机功率、发动机燃油利用率，、分别表示当前时刻的电动机功率、电动机做功效率因子，、分别表示当前时刻的发动机功率、发动机燃油利用率；所述获取当前时刻粒子的功率分配符合度，包括：将当前时刻粒子的发动机功率与电动机功率的比值记为第二比值；将所述第二比值与当前时刻电动机电源的剩余容量的差值绝对值作为第一差值绝对值；将当前时刻的运行速度与所述比值的差值绝对值作为第二差值绝对值；将当前时刻的行驶状况平稳性与所述比值的差值绝对值作为第三差值绝对值；计算所述第二差值绝对值与所述第三差值绝对值的乘积的相反数；将所述相反数作为以自然常数为底数的指数函数的指数；将所述指数函数的计算结果与所述第一差值绝对值的乘积作为粒子的功率分配符合度。

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