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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
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作者 郭晓东 袁裕鹏 童亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2176-2184,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 混合动力船舶 柴电混合 能量管理 控制策略 船舶动力系统 逻辑门限值 庞特里亚金极小值原理 优化控制 燃油消耗
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基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略 被引量:18
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作者 秦大同 曾育平 +1 位作者 苏岭 詹森 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期134-140,共7页
将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数形式,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数形式,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,提出通过简化最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原... 将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数形式,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数形式,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,提出通过简化最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原理实时控制策略,并将该策略的等效油耗优化效果和计算时间分别与基于规则的CD-CS模式控制策略和基于极小值原理的最优控制策略进行对比。结果表明,上述提出的实时控制策略在等效油耗优化效果方面接近基于极小值原理的最优控制策略,而明显优于基于规则的CD-CS模式控制策略,在计算时间方面接近基于规则的CD-CS模式控制策略,而明显短于基于极小值原理的最优控制策略。 展开更多
关键词 插电式混合动力汽车 极小值原理 近似极小值原理 实时控制策略
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基于极小值原理的混动瞬时优化能量管理策略
3
作者 王丽萍 王远波 +1 位作者 侯博博 王富军 《汽车电器》 2024年第8期18-20,共3页
以发动机瞬时燃油消耗最小为目标建立性能泛函,通过发动机、电机、电池数学模型建立Hamilton目标函数,采用最优控制的Pontryagin极小值原理解析目标函数,在控制集范围内搜索使目标函数达到最小值的最优控制变量,从而计算出控制电机扭矩... 以发动机瞬时燃油消耗最小为目标建立性能泛函,通过发动机、电机、电池数学模型建立Hamilton目标函数,采用最优控制的Pontryagin极小值原理解析目标函数,在控制集范围内搜索使目标函数达到最小值的最优控制变量,从而计算出控制电机扭矩与发动机扭矩的最优控制值。 展开更多
关键词 混合动力 极小值原理 瞬时优化 能量管理策略
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基于庞特里亚金极小值原理满意优化的燃料电池混合动力系统分层能量管理方法 被引量:20
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作者 孟翔 李奇 +1 位作者 陈维荣 张国瑞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期782-792,957,共12页
针对燃料电池混合动力系统的燃料经济性和耐久性兼顾问题,文中提出一种基于庞特里亚金极小值原理满意优化的分层能量管理方法。该方法以燃料经济性和耐久性为优化目标,采用一级硬性约束、二级满意优化和三级最优控制的分层能量管理,实... 针对燃料电池混合动力系统的燃料经济性和耐久性兼顾问题,文中提出一种基于庞特里亚金极小值原理满意优化的分层能量管理方法。该方法以燃料经济性和耐久性为优化目标,采用一级硬性约束、二级满意优化和三级最优控制的分层能量管理,实现对负荷功率的有效分配。通过基于实测工况的实验测试,并与传统基于庞特里亚金极小值原理的能量管理方法进行对比分析,证明了所提出能量管理方法能够有效维持氢耗量较低水平,并能够降低燃料电池发电系统的输出功率波动率,有效提高其耐久性,延长其服役寿命。 展开更多
关键词 燃料电池混合动力系统 分层能量管理方法 满意优化 庞特里亚金极小值原理
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基于极小值原理的增程式电动车辆在线能量管理控制策略 被引量:12
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作者 张承宁 周维 +1 位作者 李军求 王志福 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期931-935,共5页
针对某増程式电动校车设计了一种基于极小值原理的在线能量管理控制策略,并分析了其能实现SOC维持控制的机理.基于Matlab/Simulink仿真环境和部件实验数据搭建了高保真度的前向仿真模型.仿真结果表明:该控制策略对不同的行驶工况具有很... 针对某増程式电动校车设计了一种基于极小值原理的在线能量管理控制策略,并分析了其能实现SOC维持控制的机理.基于Matlab/Simulink仿真环境和部件实验数据搭建了高保真度的前向仿真模型.仿真结果表明:该控制策略对不同的行驶工况具有很好的适应性.相对于传统开关型控制策略,燃油经济性最高能提高5.8%. 展开更多
关键词 增程式电动车辆 能量管理 Pontryagin极小值原理
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基于极小值原理的混联混合动力客车能量管理策略优化 被引量:12
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作者 林歆悠 孙冬野 邓涛 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期865-870,共6页
针对一款混联式混合动力客车特殊的结构特点对控制策略的要求,以电池功率为控制变量,以燃油消耗最小为目标,采用极小值原理,并基于所设计的求解流程和所建立的模型,对确定发动机和电池之间功率分配的能量控制策略进行优化仿真。结果表明... 针对一款混联式混合动力客车特殊的结构特点对控制策略的要求,以电池功率为控制变量,以燃油消耗最小为目标,采用极小值原理,并基于所设计的求解流程和所建立的模型,对确定发动机和电池之间功率分配的能量控制策略进行优化仿真。结果表明,采用极小值原理对能量控制策略的优化效果显著,与规则控制策略相比,100km油耗降低了18.33%。 展开更多
关键词 混合动力客车 能量控制策略 极小值原理
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基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略研究 被引量:7
7
作者 曾育平 秦大同 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期1004-1010,共7页
将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,并根据凸函数的性质提出了通过缩小最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的... 将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,并根据凸函数的性质提出了通过缩小最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原理控制策略,然后选取一段随机工况分别对此控制策略进行仿真和整车道路试验,并分别对基于规则的CD-CS模式控制策略和基于近似极小值原理的控制策略进行整车对比道路试验。仿真和整车道路试验结果表明,本文中提出的基于近似极小值原理的控制策略实时性好,能应用于车辆实时能量管理控制,且具有良好的燃油经济性,与基于规则的CD-CS模式控制策略相比,整车等效燃油消耗约降低23%。 展开更多
关键词 插电式混合动力汽车 近似极小值原理 实时控制策略
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极大极小值原理产生阈值对人体胸壁微动信号的“WaveShrink”降噪 被引量:1
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作者 赵国辉 杨亚涛 +2 位作者 姚剑锋 王海滨 倪安胜 《医疗卫生装备》 CAS 2003年第11期11-12,共2页
人体胸壁微动信号中包含大量的生命体征信息。本文采用极大极小值原理产生阈值,应用“WaveShrink”算法从胸壁微动信号中提取心动信号,以量化的形式揭开胸壁振动的奥秘。
关键词 极大极小值原理 产生阈值 人体胸壁微动信号 “WaveShrink”算法
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基于极小值原理的AMT车辆起步最优协调控制策略 被引量:3
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作者 赵克刚 宁武林 叶杰 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2021年第2期17-25,共9页
结合AMT车辆的起步动力学模型,以滑摩功、冲击度和控制能量等的加权和作为优化目标,在反应驾驶者起步意图的终端约束条件下,基于极小值原理将起步过程的发动机与离合器的最优协调控制问题转化为微分方程组的边值问题。通过求解微分方程... 结合AMT车辆的起步动力学模型,以滑摩功、冲击度和控制能量等的加权和作为优化目标,在反应驾驶者起步意图的终端约束条件下,基于极小值原理将起步过程的发动机与离合器的最优协调控制问题转化为微分方程组的边值问题。通过求解微分方程组的边值问题获得起步过程中的最优控制和状态变量轨迹曲线的解析表达式,并与基于打靶法求解得到的最优轨迹曲线的数值解进行对比,两者基本吻合一致。在仿真工况下,前者的计算时长仅为后者的1/49,更适于实时控制系统中的应用。基于快速原型控制器Rapid-ECU-UIM和Simulink/RTW平台搭建了AMT车辆起步控制的硬件在环仿真试验平台,并将基于极小值原理解析求解得到的最优协调控制策略应用于试验平台中,仿真试验结果验证了所提出的最优协调控制策略的有效性和实时性。 展开更多
关键词 起步控制 最优协调控制策略 极小值原理 硬件在环仿真
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基于极小值原理的反应堆负荷跟踪最佳时间控制 被引量:1
10
作者 陈登科 张大发 蔡猛 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期74-77,共4页
依据点堆中子动力学方程,考虑温度反应性反馈,建立反应堆系统模型。利用该模型,并采用最小值原理进行功率跟踪负荷最佳时间控制方法研究。仿真分析结果表明,该方法能满足负荷跟踪最小时间性能指标的要求。
关键词 反应堆 负荷跟踪 极小值原理 最优控制
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基于庞特里亚金极小值原理的多运载体有限时间编队控制 被引量:5
11
作者 耿志勇 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期40-59,共20页
研究基于庞特里亚金极小值原理的多运载体有限时间编队问题.运载体刻画为欧氏群切丛上演化的全驱动刚体动力学模型.编队机动时间以及队形的几何结构是由编队任务指定的.对于期望的队形,首先利用庞特里亚金最小值原理给出了开环最优控制... 研究基于庞特里亚金极小值原理的多运载体有限时间编队问题.运载体刻画为欧氏群切丛上演化的全驱动刚体动力学模型.编队机动时间以及队形的几何结构是由编队任务指定的.对于期望的队形,首先利用庞特里亚金最小值原理给出了开环最优控制.为了克服开环控制对扰动的敏感性并增加针对初始条件不确定性摄动的鲁棒性,在假定运载体间通讯为全联通的模式下,通过反馈将系统当前状态作为初始状态,当前时刻作为初始时刻,进一步将开环控制律转化为闭环形式.为了验证所得结果,给出了平面及空间运载体编队的仿真算例. 展开更多
关键词 有限时间编队控制 一致性 多运载体 极小值原理
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基于极小值原理的最优眼动控制模型
12
作者 高扬 温宝琴 《工业工程》 北大核心 2014年第6期12-16,共5页
在眼动系统中,由于视网膜中央凹区域受到噪声的干扰,使得眼跳时间和准确度不能同时达到最优化。为了得到最优眼动轨迹,在权衡眼跳时间和准确度的基础上,从眼动消耗最小入手,应用最优控制理论和Pontryagin极小值原理,提出了最优眼动控制... 在眼动系统中,由于视网膜中央凹区域受到噪声的干扰,使得眼跳时间和准确度不能同时达到最优化。为了得到最优眼动轨迹,在权衡眼跳时间和准确度的基础上,从眼动消耗最小入手,应用最优控制理论和Pontryagin极小值原理,提出了最优眼动控制模型;并利用眼动主序关系对此模型进行了分析;结果表明,任何给定的眼跳幅度条件下,都有唯一的最优眼跳时间使眼动总消耗达到最小,并且此时的眼动轨迹为最优眼动轨迹。该模型对优化飞行员、管制员等工作人员的眼动策略和眼动轨迹具有一定意义。 展开更多
关键词 眼动系统 眼动消耗 极小值原理 最优眼动控制模型 眼动主序关系
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终端自由情形下HDS极小值原理的证明
13
作者 高瑞 《山东大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期21-26,30,共7页
从连续系统分析理论的角度出发 ,针对受控HDS模型提出了HDS最优控制问题 ,并承接已有的约束终端情形下HDS极小值原理的叙述和证明 。
关键词 混合动态系统 最优控制 极小值原理 终端状态自由
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基于极小值原理的插电式四驱混合动力汽车能量管理策略 被引量:2
14
作者 蔡杨 王正武 +1 位作者 曾育平 刘永刚 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期55-65,共11页
建立以电池SOC为状态变量,以后驱电机和ISG(integrated starter and generator)电机输出转矩为控制变量,以整车燃油消耗最小为目标的能量管理优化模型,然后基于极小值原理设计上述优化问题的求解流程,从而获得基于极小值原理的插电式四... 建立以电池SOC为状态变量,以后驱电机和ISG(integrated starter and generator)电机输出转矩为控制变量,以整车燃油消耗最小为目标的能量管理优化模型,然后基于极小值原理设计上述优化问题的求解流程,从而获得基于极小值原理的插电式四驱混合动力汽车能量管理控制策略,最后在建立整车系统仿真模型的基础上对该能量管理控制策略进行仿真,并将仿真结果与基于CD-CS模式规则控制策略的仿真结果进行对比。结果表明,提出的控制策略具有良好的燃油经济性,与CD-CS模式规则控制策略相比,提出的控制策略使整车百公里油耗降低了28.18%。 展开更多
关键词 插电式混合动力汽车 能量管理 极小值原理 控制策略
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基于极小值原理的增程式客车能量管理问题规律分析 被引量:4
15
作者 杜光乾 谢海明 +1 位作者 卢紫旺 黄勇 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2018年第3期10-17,共8页
为了提高增程式城市客车的燃油经济性,利用极小值原理设计在线能量管理策略是一种有效方法,然而难点在于如何避免协态变量的迭代计算。在对动力电池组的特性和输出功率进行合理假设的基础上,利用状态方程和协态方程推导出协态变量与动... 为了提高增程式城市客车的燃油经济性,利用极小值原理设计在线能量管理策略是一种有效方法,然而难点在于如何避免协态变量的迭代计算。在对动力电池组的特性和输出功率进行合理假设的基础上,利用状态方程和协态方程推导出协态变量与动力电池组开路电压二者的关系方程。通过对该关系方程进行近似求解,得到了上述二者的比值可以视为常数的结论。将基于该结论所设计的在线能量管理策略应用于不同实际工况,并将结果与全局最优解对比,发现该策略的性能仅低于全局最优水平0.5%。由此可见,该策略是一种可以得到在线应用的最优能量管理策略。 展开更多
关键词 能量管理 极小值原理 增程式电动汽车 开路电压 协态变量
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应用极小值原理确定最优控制系统
16
作者 贺永宜 《天津职业技术师范学院学报》 1999年第1期14-15,26,共3页
本文应用数学中的极小值原理,来进行控制系统的最优设计。选择最优控制,以使控制系统某些性能指标为最小,达到最优控制的目的。
关键词 极小值原理 最优控制系统 纯量函数 线性调节器
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基于庞特里亚金极小值原理的混合动力拖拉机节能控制 被引量:7
17
作者 张俊江 冯港辉 +3 位作者 徐立友 王伟 闫祥海 刘孟楠 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期396-406,共11页
以某并联式柴电混合动力拖拉机为研究对象,分析其拓扑结构特点及工作特性,构建拖拉机旋耕、犁耕耦合动力学模型,以整机等效燃油消耗量最小为目标,电机功率和柴油机功率为控制变量、电池荷电状态为状态变量,建立基于庞特里亚金极小值原... 以某并联式柴电混合动力拖拉机为研究对象,分析其拓扑结构特点及工作特性,构建拖拉机旋耕、犁耕耦合动力学模型,以整机等效燃油消耗量最小为目标,电机功率和柴油机功率为控制变量、电池荷电状态为状态变量,建立基于庞特里亚金极小值原理的节能控制策略,基于Matlab仿真平台对该节能控制策略进行仿真试验。结果表明:与基于最佳经济性曲线的节能控制策略相比,所制定的基于庞特里亚金极小值原理节能控制策略能够合理控制柴油机和电机的运行状态,使柴油机、电机工作在高效率区,有效降低了拖拉机田间作业时的等效燃油消耗量。旋耕工况下,等效燃油消耗量降低10.44%;犁耕工况下,等效燃油消耗量降低11.20%。 展开更多
关键词 混合动力拖拉机 庞特里亚金极小值原理 节能控制 等效油耗
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应用极小值原理推导一阶动力学最优制导律 被引量:1
18
作者 李遗 宋振铎 刘德忠 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期83-85,共3页
基于视线坐标系的弹目几何关系,应用极小值原理给出一阶动力学最优末制导律的详细完整的推导过程,同时给出了相同条件下比例导引、扩展的比例导引以及最优制导律的脱靶量和需用过载仿真曲线,仿真结果表明,最优制导律明显优于比例导引和... 基于视线坐标系的弹目几何关系,应用极小值原理给出一阶动力学最优末制导律的详细完整的推导过程,同时给出了相同条件下比例导引、扩展的比例导引以及最优制导律的脱靶量和需用过载仿真曲线,仿真结果表明,最优制导律明显优于比例导引和扩展的比例导引,这也是三者渊源的必然结果。 展开更多
关键词 最优制导律 比例导引 极小值原理 有效导航比 剩余飞行时间
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基于广义功极小值原理的鱼雷最优控制问题 被引量:2
19
作者 郭勍 党涛立 范奎武 《鱼雷技术》 2006年第5期38-41,共4页
回顾并展望了最优控制理论和广义功极小值原理的应用与发展,针对线性系统与二次型性能指标泛函和非线性系统非二次型性能指标泛函的最优控制问题,提出了基于广义功极小值原理的最优控制的新方法,初步研究了鱼雷的姿态最优控制和最优... 回顾并展望了最优控制理论和广义功极小值原理的应用与发展,针对线性系统与二次型性能指标泛函和非线性系统非二次型性能指标泛函的最优控制问题,提出了基于广义功极小值原理的最优控制的新方法,初步研究了鱼雷的姿态最优控制和最优制导问题,得出了最优解。与传统的最优控制方法比较,广义功方法可以解决高阶系统经常遇到的难以求解的两点边值问题,大大降低了计算量(约2—3个数量级)。 展开更多
关键词 鱼雷 最优控制 广义功极小值原理 姿态控制
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基于极小值原理的燃料电池客车能量管理策略 被引量:21
20
作者 王哲 谢怡 +1 位作者 臧鹏飞 王耀 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期36-43,共8页
针对燃料电池客车动力系统,以氢耗最低为目标函数,以燃料电池输出功率为控制变量,并考虑燃料电池耐久性对控制变量进行约束,基于Pontryagin极小值原理设计能量管理策略。针对Pontryagin极小值原理仅适用于离线计算的缺点进行改进,设计... 针对燃料电池客车动力系统,以氢耗最低为目标函数,以燃料电池输出功率为控制变量,并考虑燃料电池耐久性对控制变量进行约束,基于Pontryagin极小值原理设计能量管理策略。针对Pontryagin极小值原理仅适用于离线计算的缺点进行改进,设计了能适应不同工况的在线能量管理策略,并建立了燃料电池客车整车仿真模型。仿真结果表明:该能量管理策略在不同工况下具有较好的适应性,不同工况下燃料经济性和耐久性均优于传统开关模式能量管理策略。 展开更多
关键词 车辆工程 燃料电池客车 在线能量管理策略 Pontryagin极小值原理 燃料经济性 燃料电池耐久性
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