[发明专利]一种基于泛函的有级传动速比优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于泛函的有级传动速比优化方法及系统，涉及推进系统参数优化技术领域，该方法包括根据获取的整车动力学参数确定加速时间性能泛函的约束条件；根据获取的加速性能指标和动力性加权系数集合，对加速时间性能泛函进行动力性加权，以得到加速性综合目标函数；以加速性综合目标函数的最小值为目标，以加速时间性能泛函的约束条件为加速性综合目标的约束条件，采用遗传算法，对每个加速性综合目标函数进行优化求解，以得到不同所述动力性加权系数集合下的有级传动速比；本发明能够在动态加速过程中优化推进系统参数。

技术领域

本发明涉及推进系统参数优化技术领域，特别是涉及一种基于泛函的有级传动速比优化方法及系统。

背景技术

研究具有通用性的推进系统参数设计的优化匹配方法，对充分提高车辆机动性具有重要理论意义。目前加速过程多采用先经验公式后优化的方法，且参数设计大多采用静态特性作为前后比对的参考，而忽略了动态加速过程的影响。目前对于推进系统加速性能的研究已经比较成熟，但大多将传递效率为定值视作基本前提，而不太关注效率的传递特性，且对约束条件的影响机理探讨不够深刻。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于泛函的有级传动速比优化方法及系统，在动态加速过程中优化推进系统参数。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于泛函的有级传动速比优化方法，包括：

获取优化车辆的整车动力学参数和加速性能指标；

根据所述整车动力学参数确定加速时间性能泛函的约束条件；所述加速时间性能泛函为以车速为自变量，以加速时间为泛函宗量，以预期车速为自变量上下限的性能泛函；所述约束条件包括动力性条件、路面附着条件、挡位级差条件、速比逐级递减条件以及速比上下边界条件；

根据所述加速性能指标和动力性加权系数集合，对所述加速时间性能泛函进行动力性加权，以得到加速性综合目标函数；所述加速性综合目标函数的个数与所述动力性加权系数集合的个数相同；不同的所述动力性加权系数集合内有不同的动力性加权系数，且每个所述动力性加权系数集合内的动机性加权系数的个数相同；所述动力性加权系数集合内的动力性加权系数的个数与所述加速性能指标的个数相同；

以所述加速性综合目标函数的最小值为目标，以所述加速时间性能泛函的约束条件为所述加速性综合目标的约束条件，采用遗传算法，对每个所述加速性综合目标函数进行优化求解，以得到不同所述动力性加权系数集合下的有级传动速比。

可选的，所述整车动力学参数包括整车质量、车轮半径、侧传动比、迎风面积、滚动阻力系数、路面附着系数、主减速效率、变速器效率、重力加速度、最大爬坡度、最高车速、换挡时间、动力装置最大转速和动力装置最大扭矩；

所述加速性能指标包括0-32km/h起步加速时间和40-60km/h超车加速时间。

可选的，所述以所述加速性综合目标函数的最小值为目标，以所述加速时间性能泛函的约束条件为所述加速性综合目标的约束条件，采用遗传算法，对每个所述加速性综合目标函数进行优化求解，以得到不同所述动力性加权系数集合下的有级传动速比，具体包括：

利用Matlab的Optimtool工具箱将所述加速性综合目标函数以及所述加速性综合目标函数的约束条件编制成M文件；其中，所述M文件的个数与所述加速性综合目标函数的个数相同；

利用GAs+fmincon混合遗传算法对每个所述M文件进行处理，以得到不同所述动力性加权系数集合下的有级传动速比。

可选的，所述加速时间性能泛函的表达式为：