基于模糊逻辑的飞机电推进系统能量管理策略研究

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动力系统内部的功率分配和控制。针对从滑跑直到巡航稳定点的飞行任务段,对电推进动力系统进行了时段级仿真实验,研究了氢气消耗量等量化指标的表现。在此基础之上,基于遗传算法的优化方法,对模糊控制系统的隶属度函数参数进行了寻优。计算结果表明,在本文基于模糊逻辑的EMS作用下电推进动力系统的氢气消耗量减少9.27%,而且氢燃料电池功率波动剧烈程度减少25.11%;优化后,主指标氢气消耗量进一步减少6.5%,同时次要指标的变化被约束。

基于庞特里亚金极小值原理的柴电混合动力船舶能量管理策略

提升混合动力船舶的能源利用率,制定合适的能量管理策略以实现功率合理分配、减小船舶燃油消耗、节约成本,是混合动力船舶的亟需解决的关键技术问题。本文基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的动力系统仿真模型,研究不同功率需求下对柴油发电机和超级电容的控制要求。考虑动力源特性和船舶功率需求,本文提出了一种基于庞特里亚金极小值的能量管理策略对目标船舶进行合理的功率分配。仿真结果表明:基于庞特里亚金极小值原理的能量管理策略能够优化船舶柴油机组原动机的工作状态,使其在比油耗较低的点工作。在该策略的控制下,航行工况内的柴油发电机组原动机平均比油耗为207.2 g/(kW·h),总燃油消耗量为204.1 kg。本文方法不仅对船舶减小燃油消耗具有积极的作用,同时对提高船舶运行经济性具有重要意义。

增程式电动挖掘机动力系统参数优化及能量管理策略研究

传统挖掘机为液压式挖掘机,这一挖掘机设备类型不但油耗水平高,而且排放能力较差,整体生产效益水平并不高。现如今,伴随电动动力系统、节能技术的发展进步,基于混合动力的增程式电动挖掘机应运而生。全新电动挖掘机在动力系统参数表现上非常强劲,所以本文中基于设备动力系统设计来形成模糊逻辑控制算法,对系统参数进行全面优化,然后基于确定规则来研究系统的能量管理策略,体现增程式电动挖掘机系统的优势之处。

P 0+P3构型插电式混合动力汽车能量管理策略

为了同步提升插电式混合动力汽车(PHEV)燃油经济性和整车性能,选取P0+P3构型作为研究对象,通过对混合动力汽车的构型分析,确定P0+P3构型PHEV的可行工作模式。在此基础上制定基于规则的CD-CS控制策略,在MATLAB/Simulink中建立PHEV整车动力系统关键模型,以3组WLTC循环工况组合仿真分析双电机构型P0+P3与单电机构型P3的节油潜力。仿真结果显示:整车模型搭建合理,所提出的整车控制策略对整车控制效果较好,对比燃油车,P3构型的PHEV节油率为55.2%,P0+P3构型的PHEV节油率为66.3%,引入电机后燃油经济性有明显提升。

混合动力船舶等效油耗最小能量管理策略

为了降低混合动力船舶的燃油消耗,同时解决传统等效油耗最小能量管理策略(ECMS)易导致动力设备处于恶劣工况的缺点,提出一种利用逻辑门限值规则对混合动力系统工作模式进行预识别的改进ECMS,并采用改进的蚁群算法对充放电等效因子进行离线优化。在船舶典型航行工况下,通过MATLAB/Simulink建立的船舶仿真模型进行逻辑门限值能量管理策略、等效因子分别取经验值和优化值的改进ECMS的仿真分析。结果表明:等效因子寻优后的改进ECMS有更好的燃油经济性,同时也利于保证电池荷电状态(SOC)平衡和动力设备的效率。

串并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究

针对某款串并联式混合动力汽车开发了基于人工标定的逻辑门限规则能量管理策略,以标定逻辑门限规则为基础利用动态规划算法对整车最优控制进行寻优,根据最优策略数据集对所提逻辑门限策略进行优化,对搭载优化逻辑门限规则能量管理策略的混合动力汽车进行了实车实验。结果表明,所开发的优化能量管理策略具有较好的节油效果,优化后的控制策略节油效果可提升4.7%,有效提高了燃油经济性,满足整车控制实时性要求,可为后续混合动力汽车产品开发提供技术支持。

能量收集分布式检测系统中基于门限的节点能量管理策略

针对能量收集分布式检测系统由于环境能量到达随机造成系统检测性能不稳定的问题,在同时考虑节点能量不确定性、探测能量不确定性、通信能量不确定的前提下,给出了一种基于节点能量使用门限的能量管理策略的确定方法。该方法首先优化探测和通信的能量分配方式,然后根据能量到达强度,对有限能量区间进行穷举搜索,确定合理的节点能量使用门限。该方法的优势是确定的策略是一种离线策略,不占用节点通信资源,电池存储能量是唯一执行条件,简单易行。仿真表明该方法确定的节点能量管理策略与“能量到达即使用”的策略相比,有效降低了能量随机到达对系统检测性能的影响,提升了检测系统平均检测性能。

基于双模糊逻辑的复合电源能量管理策略研究

复合电源集的多电源优势在新能源发电、储能、用能领域得到广泛应用,由于结构、性能及需求等特殊性,复合电源在使用过程中存在功率分配不合理的问题。为了解决上述问题,文中在传统的单模糊逻辑控制器的基础上增加一个模糊控制器,提出一种基于双模糊逻辑控制器的能量管理策略。该策略的第一个模糊控制器基于锂电池端电压和锂电池荷电状态对电池的电量进行综合衡量,提高估算锂电池电量状态的准确度;第二个模糊控制器以负载功率、光伏功率、超级电容SOC和锂电池电量状态作为输入,根据模糊规则输出锂电池功率分配系数,进行差额功率分配。通过Matlab/Simulink仿真平台对提出的能量管理策略进行验证。仿真结果表明,所提控制策略能够根据负载需求合理分配复合电源各单元的功率输出,有效地将锂电池充放电电流控制在一定范围内,验证了该策略的有效性。

基于ISSA的燃料电池多电源模糊能量管理策略

为了提高燃料电池(FC)混合动力汽车(HEV)的经济性,提出一种利用模糊逻辑控制(FLC)的方法对其实现能量管理策略(EMS)。以氢耗量最优为目标,加入超级电容器作为辅助能源,考虑汽车驱动与制动2种状态,把需求功率、超级电容荷电状态、燃料电池的工作效率,添加为模糊控制器输入变量,对模糊规则进行改进。引入改进的麻雀搜索算法(ISSA)对模糊控制器的隶属度函数进行优化,采用Circle映射初始化麻雀种群,同时引入随机游走策略对全局最优解扰动。采用Advisor软件和Matlab/Simulink环境建模并进行联合仿真。结果表明:本文能量管理策略,在城市道路循环工况(UDDS)和高速公路燃油经济性测试工况(HWFET)下,等效氢耗量分别减低了29.38%和29.88%,同时,也减少了燃料电池在运行时的变载次数,使得燃料电池寿命得到延长。

基于FL算法的燃料电池轻卡能量管理策略

能量管理策略是燃料电池轻卡动力需求与控制的重要组成部分.为了实现整车需求功率的合理分配,使各动力源工作在高效区间内,提出了基于模糊逻辑的能量管理策略.在实际运行工况条件下,通过Matlab/Simulink仿真软件建立车辆模型并设计模糊逻辑控制策略,最后用车辆模型进行仿真验证.结果表明,在CHTC-LT工况情况下,模糊逻辑的控制策略要比功率跟随控制策略氢耗量降低了10.74%,提高了车辆的燃油经济性.

模糊逻辑应用的燃料电池汽车能量管理策略

燃料电池系统是燃料电池汽车的主要能源供应,燃料电池自身存在动态响应慢等缺陷。为了提高混合动力汽车的燃料经济性并增加续航里程,提出了适用于燃料电池/蓄电池(FC+B)混合动力汽车的模糊逻辑控制策略,运用MATLAB/Simulink软件搭建了混合动力汽车整车仿真模型。仿真结果表明,模糊逻辑控制策略新欧洲行驶工况(new European driving cycle,NEDC)和市郊循环工况(extra urban driving cycle,EUDC)两种工况下,能够实现燃料电池和蓄电池的最优功率分配,在燃料经济性和蓄电池的荷电状态(state of charge,SOC)方面也优于基于状态的自适应功率控制策略。

基于无级变速器的并联式混合动力汽车能量管理策略

针对一种采用金属带式无级变速器(CVT)的并联式混合动力汽车(PHEV),以发动机稳态效率图和电池的充放电内阻曲线为依据,提出基于逻辑门限方法的PHEV能量管理策略,实现混合动力系统不同工作模式间的动态切换。并通过确定不同工作模式中混合动力系统的最佳工作曲线,合理控制发动机和电动机的转矩分配以及CVT的速比。基于ADVISOR仿真平台的仿真研究表明,所提出的能量管理策略能够在满足车辆动力性能指标的前提下有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,并能将电池组电池荷电状态(SOC)维持在合理的范围内。

串联混合动力汽车的能量管理策略

以串联混合动力汽车为研究对象,采用"系统建模-策略开发-仿真验证"的思路对能量管理策略进行了研究,建立了动力系统各关键部件的模型.将功率分配系数作为控制变量,以燃油经济性作为控制目标建立了一种基于逻辑门限与模糊算法的能量管理策略;以US06作为循环工况,在MATLAB/Simulink平台下进行了仿真,结果表明,所提出的能量管理策略正确有效,可以实现良好的燃油经济性,与传统的开关式能量管理策略相比,可以降低油耗11.3%.

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略

为进一步优化并联的经济性 ,增强其能量管理策略的鲁棒性 ,针对高混合率 ,分析了常用的发动机最优曲线能量管理策略的不足 ,提出了以功率差、电池组荷电状态和电机转速为输入 ,以决定电机功率的比例系数为输出的模糊逻辑功率分配策略 ,在线计算电机所应承担的功率 ,达到了优化发动机工作点、电机效率和电池组荷电状态平衡的目的。通过整车循环工况前向仿真验证了该模糊策略对车辆经济性和工况适应性的改善。

P2构型PHEV的规则型能量管理策略

插电式混合动力汽车(PHEV)具有低排放、低油耗、无续航里程焦虑等优势,当下深受各大车企青睐。如何有效提升整车燃油经济性问题一直是整车控制策略的研究热点和难点。为提高其燃油经济性和整车性能,以P2构型为研究对象,提出一种基于规则的PHEV能量管理策略。通过设置逻辑门限值,综合考虑车速、整车需求扭矩及电池荷电状态等控制参数,合理选择不同工作模式驱动车辆以使整车工作效率最优。同时,根据发动机工作区域划分整车工作模式,基于逻辑门限值思想提出电量消耗和电量维持的多阶段能量管理策略。结合Matlab/Simulink搭建整车模型并仿真。仿真结果表明:整车模型搭建合理、所设计的控制策略有效性良好,能够较好地实现对整车的控制,与传统燃油车相比提升了22.76%的燃油经济性。

复合电源电动拖拉机能量管理策略研究

针对电动拖拉机作业工况复杂,而基于优化的能量管理控制策略存在对工况依赖性强、控制滞后、不适合拖拉机作业实时控制的问题,制定3种典型的基于规则的能量管理策略,通过Amesim和Matlab/Simulink联合仿真。结果表明:在道路运输工况下,逻辑门限的控制策略的蓄电池输出电流比较平缓,内阻消耗最低,相对于单电源电动拖拉机,内阻消耗降低8.92%;在犁耕工况下,基于模糊的控制策略的蓄电池输出电流相对保持在较小的区间,而且内阻消耗也最低,相对于单电源电动拖拉机降低3.77%。研究表明,增强电动拖拉机能量管理策略的鲁棒性,才能有效地提高其经济性。

基于模糊控制的并联混合动力车的能量管理策略

针对分路式并联混合动力四驱车给出了一种能量管理方案。为了优化发动机、电机及电池的工作效率 ,给出了基于模糊逻辑的能量管理策略。为了进一步提高整个系统的工作效率 ,鉴于用发动机和电机驱动时能量流向的不同 ,提出了发动机的启停线 ,使整车的动力性能、油耗和排放得到优化控制。经实际路试 。

混联式混合动力电动汽车能量管理策略研究与仿真

能量管理策略是混联式混合动力电动汽车的重要研究与设计内容之一。文章介绍了混合动力控制系统整体结构和控制原理,建立了系统数学模型,优化了整车能量管理策略;根据整车性能要求设计了电驱动系统相关参数,基于Matlab/Simulink软件平台建立了仿真模型,进行了仿真试验及结果分析。试验结果表明:基于模糊逻辑的能量管理策略实现了较好的控制效果,提升了整车的动力性、经济性和平稳性。

复合电源式电动拖拉机能量管理系统策略研究

针对纯电动拖拉机电源系统能量输入单一、遇随机载荷时电池状态波动大等问题,对电池组的放电特性进行研究,结合拖拉机田间作业时突变载荷频繁的特点,采用一种多电池组复合式的电源结构,建立考虑实时功率和载荷波动的拖拉机动力学模型及基于功率波动比的模糊控制门限阈值逻辑规则的多电源协同输入模型。利用Matlab/Simulink与Cruise联合仿真进行测试验证,结果表明:车速恒定犁耕时,多电源协同输入模型在遇突变载荷时其锂电池的输出功率较单一电源模型而言得到有效的补偿,最高上升功率波动比由20.8%/s下降至3.6%/s,平均上升功率波动比由5.6%/s下降至2.7%/s,整机电能消耗量降低5.24%,避免单电池突变放电的发生,在满足电机动力的同时实现蓄电池输出功率大幅波动时的“削峰”“缓峰”,减缓电池SOC的“急降”,提高整车经济性。

基于IGWO的燃料电池汽车模糊控制能量管理策略

基于模糊逻辑控制进行燃料电池混合动力汽车(FCHEV)能量管理策略设计。根据燃料电池/锂电池混合储能系统特性,设计模糊控制规则。考虑将燃料电池工作效率和电流添加为模糊控制器输入量,对模糊规则进行改进。针对FCHEV模糊控制能量管理策略存在的局限性,以氢耗量最优为目标,结合灰狼优化(GWO)和改进的灰狼优化算法(IGWO)进一步对模糊逻辑参数进行优化。在满足功率需求的前提下,实现燃料电池和锂电池间功率的合理分配,并将SOC维持在一定区间。仿真结果表明:新提出的基于IGWO的模糊逻辑能量管理策略相较其他几种能量管理策略显著降低了FCHEV的等效氢耗量。在不同驾驶工况下,燃料电池均可工作在高效区间,延长燃料电池的使用寿命。