دانلود پایان نامه

شکل(18-1) مقايسه نتايج حاصل از دو بهينه سازی زمان واقعی و Baseline
براساس بحث فوق می توان اذعان داشت که استراتژی کنترل مبتنی بر بهينه سازی استاتيکی بيشتر بر پايه مدلسازی استاتيکی و شبه استاتيکی زير سيستمها استوار می باشد از اينرو قادر به توجيه حالتهای گذرا نمی باشد. از طرفی در اين حالت مدهای عملکردی خودرو هايبريد برقی قابل شناسايی نبوده و در بعضی از حالات موتور احتراقی در ناحيه بازده پايين کار می کند.
3-1) استراتژی کنترل مبتنی بر کنترل بهينه
تاکنون استراتژيهای گوناگونی برای کنترل بهينه خودرو هايبريد ارائه شده است، بطوريکه هريک بر پايه مدلها و نرم افزار های خاصی می باشد. روش ارائه شده در مرجع [9] ، يک روش خارج خط بوده و برای بهينه سازی طراحی و کنترل خودرو از نرم افزار بهينه سازی DIRCOL استفاده شده است. در اين روش متغيرهای کنترلی برای ورودی مدل محاسبه می شود و بوسيله پارامترهای متناوب ويژه ای از استراتژی عملکردی، متغيرهای کنترل و مصرف سوخت در چندين سيکل حرکتی ، به وسيله روشهای سعی و خطا ، پله به پله می تواند بهينه سازی شود. برای حل چنين مسائلی ، يک مدل خاص از سيستم نياز می باشد که بوسيله معادلات حالت و معادلات قيدها فرمول بندی می شود.
در اين روش ابتدا بايد مسيرهای بهينه بردار کنترل برای سيکلهای رانشی داده شده پيدا شود . هدف مينيمم کردن سوخت ممکن برای يک سيکل است. در اين حالت رفتار و محدوديتهای اجزاء سيستم بصورت اتوماتيک با پروسه بهينه سازی تطبيق پيدا می کند . اين روش بر پايه کنترل بهينه می باشد.
از مزيتهای بارز اين روش ، محاسبه مينيمم مصرف سوخت ممکن و قابليت اينکه بطور دقيق شرايط حالت شارژمتعادل شده برای باتری برآورده شود. SOC در شروع زمان يک سيکل و در پايان زمان سيکل بايد برابر باشد، در غير اين صورت مقدار دهی مصرف سوخت بصورت مستقيم غير ممکن می باشد.
در مرجع [10] کنترل بهينه شده بهنگام برای خودروهايبريد برقی معرفی شده است. در يک خودرو هايبريد ، مسئله اساسی تقسيم بهينه گشتاور بين موتور الکتريکی و موتور احتراقی بصورت روی خط می باشد. در خودروهای هايبريد واقعی ، اين عملکرد بوسيله استراتژی عملکردی که برپايه مشخصه های استاتيک مبتنی بر فرضيات تجربی با پارامترهای استراتژی بهينه شده، تجزيه وتحليل می شود. اين نوع کنترل بسيار سريع و قابل اطمينان است ولی اغلب نتايجی دور از روش کنترل بهينه دارد. روشهای گذشته بيشتر بر پايه روشهای خارج خط بود بطوريکه روی يک سيکل مسئله بهينه سازی انجام می گرفت. ولی در روش روی خط مسئله بهينه سازی در هر لحظه بايد انجام گيرد. برای بهينه سازی روی خط ، لازم است تا يک هدف که مربوط به هرنقطه از زمان می باشد، مشخص شود. در اين روش برخلاف روش خارج خط ، که SOC بايد برای هر پريود زمانی بوسيله شرايط مرزی ثابت نگه داشته شود، مسئله انرژی الکتريکی ضامن در باتری بايد به صراحت در اهداف لحاظ شود.
ايده اصلی برای فرمول بندی تابع هدف ، مينيمم کردن اتلاف توان مربوط به نيروی محرکه است. تلفات شامل، مجموع تلفات واقعی توان در نيرو محرکه خودرو و مصرف توان در واحد های کمکی الکتريکی می باشد و توان داخلی باتری که معادل با تغيير انرژی ذخيره شده است. بخشی ديگری از اتلاف توان مربوط به توانهای غير فيزيکی می شود . برای مينيمم کردن توان کنترل کننده بايد توان موتور احتراقی و مقادير واقعی سرعت خودرو ، حالت شارژ باتری ، حالت عملکردی موتور احتراقی و نسبت انتقال دنده را مشخص کرد. برای اين منظور، پروسه بهينه سازی بايد همه مينيمم های محلی کوچک را بدست آورد ، سپس با اطمينان مينيمم کلی را بدست آورد.
در مراجع [11و12] يک الگوريتم بهينه سازی يکپارچه برای بدست آوردن مصرف سوخت بهينه روی يک سيکل داده شده ، ارائه شده است.
در مقايسه با ديگر روشهای ارائه شده ، اين روش دارای دو مزيت عمده ، سرعت و قابليت دستيابی به يک استراتژی زمان حقيقی می باشد.
برای اين منظور معادلات مکانيکی حاکم برسيستم نوشته شده و متغير های تصميم گيری که در اينجا Tth(t) (گشتاور موتور احتراقی) و K(t) (تعداد دنده) می باشد ، انتخاب می شوند. استراتژی کنترل الگوريتمی است که در هر نمونه برداری، گشتاور موتور احتراقی و تعداد دنده را طوری انتخاب می کند ، بطوريکه مصرف سوخت که تابعی از گشتاور و سرعت موتور احتراقی می باشد، در هر لحظه مينيمم شود(رابطه (29-1)).
(29-1)
با در نظر گرفتن قيد های ساختاری و مکانيکی و حل معادله بهينه سازی ، يک جواب واضح برای مسئله بدست می آيد که Tth(t)=0 می باشد ، که اين امر باعث می شود که باتری بطور کامل دشارژ
شود. بنابراين بايد يک شرط ديگر را معادلات در نظر گرفت : (حالت شارژ اوليّه) SOC(N)=SOC(0) (حالت شارژ نهايی)
اين قيد باعث می شود تا رانش خودرو در نتيجه مصرف انرژی سوخت باشد . در اين حالت باتری نقش بافری دارد و باعث می شود که مصرف سوخت مينيمم شود. برای حل معادله بهينه سازی ازروش لاگرانژ استفاده می شود. پس از حل معادلات مشخص می شودکه جواب بهينه فقط به مقدار ((0) بستگی دارد. بنابراين بايد مقدار ((0) طوری تنظيم شود تا باشد. (X حالت شارژ باتری)
بنابراين برای دستيابی به يک الگوريتم زمان واقعی بايد مقدار صحيحی از ((0) در انتهای هر تست پيش بينی شود و شرط برآورده شود.
واضح است که اگر سفر از قبل برای ما مشخص نباشد ، غير ممکن است تا اين مقادير پيش بينی شود.
با توجه شکل (19-1) تاثير ((0) روی مقدارSOC=X(N)-X(0) ( نشان می دهد[12].

شکل(19-1) تاثير((0) بر (SOC