国之重器出版工程 装甲车辆机电复合传动系统模式切换控制理论与方法 精装

本书的主要成果是在国防973计划、国家重点基础研究发展计划和多个国家自然科学基金项目的支持下完成的，主要针对复杂机电复合传动所特有的模式切换规律和模式切换品质控制开展研究。首先，针对传统以等效燃油消耗最小为优化目标的控制策略不适用于装用双模式机电复合传动的混联式混合动力车辆的情况，建立了一种考虑功率分配装置机械损失的多模式机电复合传动及混合动力车了综合效率分析模型，提出了一种能源效率最优化的新型策略。在保证良好燃油经济性的前提下，计算时间仅为传统策略的112，大幅提高了优化效率，保证了算法的实时性。针对具有多个工作模式的机电复合传动，设计了以车速、电池许用功率为输入参数的动力性模式切换规则和基于等效燃油最小化优化算法设计了以车速、油门开度、等效因子为输入参数的经济性模式切换规则，比直接采用传统单参数模式切换规则在燃油经济性方面改善16.6%。提出了滞回修正系数，减少了模式频繁切换现象的发生。其次，在模式切换品质控制方面，建立了机电复合传动机械驱动、机电驱动、纯电驱动、停车发电等多个模式切换过程的状态空间模型，完成了系统矩阵的特征值分布及其稳定性特征分析，利用中心流形定理解决了在线性化失效时的稳定性问题，并推导出模式切换稳定域。提出了一种基于模型参考自适应的转矩协调控制策略。该策略采用超稳定性理论方法分别设计了线性补偿器和自适应反馈控制器。与传统的基于规则的控制方法相比，在保证响应速度的前提下，能有效地降低车辆冲击度和离合器滑摩功。为了进一步提升协调控制中离合器转矩补偿的效果，又提出一种基于模型预测控制分配的转矩协调控制策略。通过模型预测控制方法处理了约束控制问题，规划出最优虚拟控制量，基于控制量最小化的分配方法将最优虚拟控制量通过适当的加权分配到实际控制量。使得离合器滑摩响应速度更快、车辆冲击度更小、离合器的滑摩损失更低，显著地改善了离合器接合过程的切换品质。以上成果，突破了机电复合传动系统模式切换控制关键技术，大幅度提升了新型装甲车辆机动性和燃油经济性，为新型装备的研制奠定了理论和技术基础。