减少辅助负荷的汽车空调系统能量最优控制策略

减少辅助负荷的汽车空调系统能量最优控制策略

提出了一种基于模型的方法设计汽车空调系统能量管理控制策略。基于空调系统的能量模型来获得热交换机上的制冷剂和压缩机功率消耗的复杂动态特性，通过约束多目标的最优化控制来优化燃油消耗、车内舒适性和耐久性之间权衡问题。通过一组动态规划生成的帕累托分析解决方案来权衡燃油经济性、性能和耐久性。基于庞特里雅金最小值原理，对混合动力系统开发最佳压缩机离合器的控制策略。仿真结果表明，所提出的控制策略，改善了燃油经济性，同时保持系统的稳定性和驾驶舒适性。

汽车空调系统节能优化技术难点在于要平衡多个相互冲突的目标、以及带有开关控制输入的非线性动力学问题。对于乘用车的空调系统，基于能量的模型通过试验数据来进行开发和验证。结合动态规划和帕累托分析来识别不同数值之间的目标函数，建立改善燃油经济性的基准。

基于混合动力系统的控制理论设计子空调系统监控控制器。该方法将整数控制输入的优化控制转化为以嵌入离散输入的连续时间最优控制，并采用帕累托分析来解决连续时间最优控制问题。采用这种方法获得最优控制映射回离散域，以解决能量控制问题。通过仿真验证，与动态规划法相比较，本文所提出的方法略微次优，但显著提高了基线生产的控制算法。基于动态规划算法获得的最优控制策略不依赖于驱动周期，因此研究重点应该使得空调系统工作循环的最佳持续时间不受具体的驱动周期影响，而仅取决于空调本身的特性。

刊名：IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2016年第1期

作者：Quansheng Zhang et al

编译：孙坚