基于多智能体技术的电动汽车动力系统集成控制机理研究

A new integrated control mechanism research about multi-energy powertrain control strategy of electic vehicle is proposed. Multi-agent theory is apply to Hybrid electic vehicle (HEV) multi-energy powertrain control system. Motor agent, engine agent, generator agent, battery agent and other agents are set up based on analysis subsystem model. Apply multi-body theory to build up power train integrated control model. System control model and power distributing strategy are considered in different driving conditions. Utilize intense autonomy, flexible communication mechanism, nicer collaboration performance of agents, an integrated control system collaborative framework of HEV is build up based on distribute agents. Aim at research agent coordinating problem solving mechanism and complete vehicle power control technology. An integrated control strategy on multi-enery powerstrain is present and multi-energy control system is design and development. By group agents LAN, hardware-in-loop simulation,and road tests to validate the feasibility and parcticability of control strategy. Aim to increase endurance mileage, emission reduction of HEV, improve vehicle power performance and fuel economy, and upgrade the level of national electric vehicle intelligent control.

以混合动力汽车(HEV)多能源动力总成控制为研究对象，将多智能体理论引入到整车动力总成的控制系统，研究基于多智能体技术的电动汽车动力系统集成控制机理。分析HEV动力总成各主要部件的子系统模型，利用多体理论建模方法建立动力系统集成控制模型，设计系统在不同工况下的控制模式与能量分配策略，构造出电动机智能体、发动机智能体、发电机智能体、蓄电池智能体等子系统智能体，利用智能体高度的自治性能、灵活的通讯机制和良好的协同协作能力，对总成各主要部件进行控制、协调、匹配，实现动力总成的全局优化，构建出基于分布式多智能体的HEV动力总成集成控制系统协同框架，提出多能源动力总成多智能体集成控制策略，并设计开发出多能源动力总成控制系统，通过组网模拟、硬件在环仿真和实车路试验证整车控制策略的可行性与实用性，以增加HEV的续驶里程、降低整车排放、改善整车动力性和燃油经济性等指标，提高我国电动汽车的智能化控制水平。

随着石油资源紧缺及汽车尾气污染日益严重，混合动力汽车(Hybrid electric vehicle，HEV)技术的研究正成为当前车辆节能减排的首选。项目以HEV多能源动力总成控制为研究对象，将多智能体理论引入到整车动力总成的控制系统，从集成控制的角度对整车动力系统进行协调匹配，探索电动汽车动力总成多智能体系统的协作求解机制，研究动力部件间的相互影响规律和集成控制机理，提高电动汽车的智能化控制水平。.项目详细研究了HEV 动力总成各主要部件的子系统模型，分析了不同工况下系统的控制模式与能量分配策略，构造出发动机智能体、电机智能体等；基于分布式多智能体系统构架，搭建了HEV动力总成集成控制系统协同框架，提出多能源动力总成多智能体集成控制策略，对总成各主要部件进行控制、协调、匹配，探究多能源动力总成的协作优化机理，实现整车性能全局优化。同时，在MATLAB环境下建立了系统智能体模型和各子系统智能体模型，根据多智能体协同框架建立动力匹配策略模型，系统智能体采用模糊逻辑算法结合数据库自主识别当前工况，从全局角度给各子系统智能体分配任务，各子系统智能体以自身工作效率为目标函数对任务进行分解，采用逻辑门限和优化算法协商协作完成子任务，实现动力优化匹配提高整车动力性、燃油经济性等。联合Cruise软件进行了工况识别、动力部件及整车性能仿真；仿真结果表明，多智能体协作的HEV发动机燃油消耗率比原型车发动机燃油消耗率变化平稳，峰值降幅达38.9%，表明多智能体协调控制下的发动机燃油经济性得到提高。通过对目标车辆动力部件进行了选型与匹配，搭建了混合动力试验台架，并进行电机标定试验、纯电动驱动试验和再生制动试验；试验结果表明，电机智能体参与再生制动多回收能量近23%，节能效果明显。项目研究表明，基于多智能体的集成控制策略能自适应行驶工况并实现节能减排，探明了不同动力部件的相互影响规律和集成控制机理，为电动汽车的智能化发展提供科学依据和理论支持。