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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 138-148页

作者：赵克刚何坤阳黎杰梁志豪贝泾浩王玉龙华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广州华工机动车检测技术有限公司广东广州510640 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

混合动力汽车能量管理策略(EMS)优化问题是一类需要综合优化混合动力汽车多个性能指标的多目标多阶段决策问题,而传统的多目标优化算法在求解EMS这类问题时面临求解效率低、收敛性难以保证等挑战。本文结合非支配排序算法的思想,将传统... 详细信息

混合动力汽车能量管理策略(EMS)优化问题是一类需要综合优化混合动力汽车多个性能指标的多目标多阶段决策问题,而传统的多目标优化算法在求解EMS这类问题时面临求解效率低、收敛性难以保证等挑战。本文结合非支配排序算法的思想,将传统的动态规划法(DP)拓展到多目标优化领域,提出了非支配排序动态规划法(NSDP)。该算法首先将行驶工况划分为多个阶段,在每个阶段中求取混合动力汽车在不同控制策略产生的累积目标值向量,并通过非支配排序算法获得当前的非支配解集以及对应的控制策略,然后利用各个阶段的非支配解集依次逆向迭代,直至获取整个行驶工况的非支配解集前沿以及对应的能量管理控制策略。在仿真实验中,分别应用加权动态规划法(WDP)和非支配排序动态规划法求解功率分流式混合动力汽车和串并联式混合动力汽车在匀加速工况的多目标能量管理策略优化问题,结果表明NSDP能够有效完成求解并保证收敛性,且求解结果在解集均匀性和求解效率方面具有显著的优势。进一步,运用NSDP求解在世界轻型车辆测试工况(WLTC)下串并联式混合动力汽车能量管理优化问题,所得非支配解集可用于分析汽车的工作特性,并能够为实际能量管理策略的制定提供可靠的参考。

关键词：多目标优化能量管理策略改进动态规划法非支配排序

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