[发明专利]一种基于循环预测时域的车辆减排预测控制方法

权利要求书

1.一种基于循环预测时域的车辆减排预测控制方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：

(1)、定义求解优化问题的代价函数，见公式(1)；

公式(1)中，是预测车速序列：是当前时刻k对未来时刻k+l车速的预测值；是车辆的预测控制输入序列：是k时刻对未来时刻k+l预测的控制输入量，控制输入量即为车辆的动力输入量；N(k)为k时刻的预测时域；λ₁,λ₂,λ₃,λ₄＞0表示归一化权重系数；分别是CO、NO_x、HC的代价函数；

(2)、根据求解优化问题的代价函数，定义优化问题，具体的优化问题见公式(2)，公式(2)具体包括有以下公式(2-1)-(2-6)：

其中，公式(2-1)是车辆系统在无扰动状态下的标称动态方程，是车辆的位置，m是车辆的质量；公式(2-2)-(2-4)分别是标准情况下CO、NO_x、HC的排放量与车速的定量关系公式；公式(2-5)是车辆控制输入量的约束，使车辆的动力输入量限制在一定范围内；公式(2-6)是车速的约束，在不同路段，使车速限制在一定范围内；

(3)、定义优化问题中的循环预测时域，具体见公式(3)：

N(k)＝N_min+M-rem(k,M) (3)，

其中，N(k)是k时刻的预测时域；N_min是最小预测时域的长度；M表示循环长度，为正整数；rem是取余运算，即当前时刻k除以循环长度M所得余数；

(4)、根据公式(1)-(3)建立基于循环预测时域的预测模型，输入车辆在当前时刻k的车速值v(k)，根据基于循环预测时域的预测模型进行在线优化，求解得到最优的预测控制输入序列然后在最优的预测控制输入序列中选择第一个控制输入量作为车辆k时刻预测时域内的动力输入量。

2.根据权利要求1所述的一种基于循环预测时域的车辆减排预测控制方法，其特征在于：所述的车速的单位为km/h；所述的控制输入量的单位为N。

3.根据权利要求1所述的一种基于循环预测时域的车辆减排预测控制方法，其特征在于：所述的时刻k的车速值v(k)采用速度传感器进行采集。

4.根据权利要求1所述的一种基于循环预测时域的车辆减排预测控制方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，当输入车辆在时刻k+1的车速值v(k+1)，将车速值v(k+1)带入预测模型进行在线优化，得到最优的预测控制输入序列然后在最优的预测控制输入序列中选择第一个控制输入量作为车辆k+1时刻预测时域内的动力输入量；时刻k+2，…，k+l均带入预测模型重复上述步骤进行在线优化，并输出对应时刻预测时域内的动力输入量。