换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法

本发明涉及电动车辆的驱动传动系统，特别是涉及换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法。

背景技术：

1、低碳目标是国家发展的重要战略决策。重型商用车在交通运输碳排放中占有很大比重，实现重型商用车电动化已经成为必然趋势。重型商用车安装多档变速器可以缩小电机体积，使电机工作在高效点，降低系统综合成本，但机械变速器不易换档和动力中断时间长的问题影响了变速器换档性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明提出一种换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法，该方法可以最短时间内实现零转速差和零转角差，且控制律在线可用。

3、本发明的另一个目的在于提出一种换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解装置。

4、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

6、为达上述目的，本发明一方面提出一种换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法，包括：

7、根据状态转移矩阵的求解结果建立优化问题；

8、根据动态规划算法求解所述优化问题的最优控制律；

9、根据所述最优控制律进行转差速和转角差分析得到转差速和转角差分析结果；

10、根据所述转差速和转角差分析结果确定控制阶段数，并根据确定的控制阶段数进行电机转矩轨迹分析以得到电机转矩轨迹分析结果。

11、本发明实施例的换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法还可以具有以下附加技术特征：

12、在本发明的一个实施例中，初始化电机的状态量和控制量，以确定对应的状态量和控制量可能值；

13、基于所述状态量和控制量可能值以根据动态规划反向推演规律求解最优驱动电机转矩指令和最优稳态过程用时；

14、基于所述最优驱动电机转矩指令和最优稳态过程用时求解得到时间最优驱动电机转矩指令序列、最优稳态过程用时序列和最优控制律下的总用时。

15、在本发明的一个实施例中，根据状态转移矩阵的求解结果建立优化问题，包括：

16、为满足无后效性的条件以及引入驱动电机转矩响应过程，在同步过程的动力学模型中添加驱动电机转矩作为另一状态量以确定所述状态转移矩阵；

17、基于所述状态转移矩阵的求解结果建立优化问题，并定义实现时间最优的所述优化问题的目标函数。

18、在本发明的一个实施例中，所述状态量，包括转矩、转速差和转角差；所述控制量，包括转矩指令和稳态过程用时。

19、为达上述目的，本发明另一方面提出一种换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解装置，包括：

20、优化问题建立模块，用于根据状态转移矩阵的求解结果建立优化问题；

21、最优控制律确定模块，用于根据动态规划算法求解所述优化问题的最优控制律；

22、转差速分析确定模块，用于根据所述最优控制律进行转差速和转角差分析得到转差速和转角差分析结果；

23、电机转矩轨迹分析模块，用于根据所述转差速和转角差分析结果确定控制阶段数，并根据确定的控制阶段数进行电机转矩轨迹分析以得到电机转矩轨迹分析结果。

24、为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

25、所述存储器存储计算机执行指令；

26、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如上述第一方面中任一项所述的方法。

27、本发明实施例的换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法和装置，通过离线求得理论最优解，提出可在线应用的控制律的方案，得到了适合于工程应用的规则控制律。本发明实施例可以同时实现零转速差和零转角差；可以最短时间内实现零转速差和零转角差；采用分层优化，先离线优化，后规则提取，主次分明，可在线应用。

28、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法，其特征在于，所述方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据动态规划算法求解所述优化问题的最优控制律，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据状态转移矩阵的求解结果建立优化问题，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态量，包括转矩、转速差和转角差；所述控制量，包括转矩指令和稳态过程用时。

5.一种换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述最优控制律确定模块，还用于：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述优化问题建立模块，还用于：

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述状态量，包括转矩、转速差和转角差；所述控制量，包括转矩指令和稳态过程用时。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一一项所述的换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法。

技术总结本发明公开了换档过程中转速同步转角对齐时间最短控制律求解方法，该方法，包括根据状态转移矩阵的求解结果建立优化问题；根据动态规划算法求解优化问题的最优控制律；根据最优控制律进行转差速和转角差分析得到转差速和转角差分析结果；根据转差速和转角差分析结果确定控制阶段数，并根据确定的控制阶段数进行电机转矩轨迹分析以得到电机转矩轨迹分析结果。本发明可以同时实现零转速差和零转角差，还可以最短时间内实现零转速差和零转角差。技术研发人员：卢紫旺,田光宇,黄勇受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15