1.一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立基于双模糊控制的燃料电池混合动力汽车能量管理模型,以整车需求功率、锂电池荷电状态为输入变量和燃料电池输出功率为输出变量的主模糊控制器;以锂电池荷电状态、超级电容荷电状态、剩余功率为输入变量和锂电池输出功率为输出变量的副模糊控制器,其中,剩余功率为整车需求功率与燃料电池输出功率之差;
S2、建立优化计算的多目标函数,根据燃料电池消耗氢气以及动力电池和超级电容消耗电能,建立基于三能源的等效能源消耗模型,具体为:其中,J
考虑燃料电池和锂电池的性能衰退,建立基于两能源的等效性能衰退模型,具体为:minf
其中,f
S3、采用改进的非支配排序遗传算法,对步骤S1中的双模糊控制器进行优化,建立基于帕累托多目标优化的双模糊控制的燃料电池混合动力汽车能量管理模型。
2.根据权利要求1所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括以下分步骤:S11、建立燃料电池混合动力汽车能量管理的主模糊控制器;
S12、建立燃料电池混合动力汽车能量管理的副模糊控制器。
3.根据权利要求2所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,所述步骤S11具体包括以下分步骤:S111、设定主模糊控制器的输入变量和输出变量;
S112、主模糊控制器的输入变量和输出变量模糊化,整车需求功率的模糊子集为{零,极小,很小,较小,小,中,大,较大,很大},表示为{Z,PES,PVS,PCS,PS,PM,PL,PCL,PVL};锂电池荷电状态的模糊子集为{很低,低,中,高,很高},表示为{PVS,PS,M,PL,PVL};燃料电池输出功率的模糊子集为{零,非常小,很小,较小,小,中,大,较大,很大,非常大},表示为{Z,PES,PVS,PCS,PS,PM,PL,PCL,PVL,PEL};
S113、设定主模糊控制器的模糊规则并进行模糊推理;
S114、对主模糊控制器的输出变量去模糊化,得到应由燃料电池输出的功率。
4.根据权利要求2所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,所述步骤S12具体包括以下分步骤:S121、设定副模糊控制器的输入变量和输出变量;
S122、副模糊控制器的输入变量和输出变量模糊化,锂电池荷电状态的模糊子集与主模糊控制器的相同,超级电容荷电状态的模糊子集为{很低,低,中,高},表示为{PVS,PS,PM,PL};剩余功率的模糊子集为{负大,负小,零,小,中,大,很大},表示为{NL,NS,Z,PS,PM,PL,PVL};锂电池输出功率模糊子集为{负大,负小,负很小,零,小,中,大,很大},表示为{NL,NS,NVS,Z,PS,PM,PL,PVL};
S123、设定副模糊控制器的模糊规则并进行模糊推理;
S124、对副模糊控制器的输出变量去模糊化,得到应由动力锂电池输出的功率,并由剩余功率减去应由动力锂电池输出的功率而得到应由超级电容输出的功率。
5.根据权利要求3或4所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,在步骤S112、步骤S122中,设计的输入变量和输出变量的隶属度函数,由半边梯形隶属度函数、三角形隶属度函数构成。
6.根据权利要求1所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括以下分步骤:S31、建立仿真实验平台,搭建和运行燃料电池混合动力汽车动力学模型,基于双模糊控制的能量管理策略、优化计算、汽车标准测试工况;
S32、设定主模糊控制器和副模糊控制器的输入变量与输出变量的隶属度函数所需优化的参数,形成初始种群;
S33、设定改进的非支配排序遗传算法的运行初始参数,所述的运行初始参数包括初始种群个数、最大迭代次数、变异概率和交叉概率。
7.根据权利要求6所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,根据所述步骤S31-33进入如下操作步骤:S34、生成第一代子群,作为第一代新种群;
S35、判断是否建立新的父代种群,已建立将进行下一步骤,反之,将步骤S2的基于三能源的等效能源消耗模型、基于两能源的等效性能衰退模型作为非支配排序遗传算法的适应度函数,计算适应度值,判断种群中个体的支配与非支配关系,计算个体的拥挤度,循环运算至生成新的父代种群;
S36、进行选择、交叉、变异运算,生成新的子代种群;
S37、判断是否达到设定的最大迭代次数,若达到将所有非支配的个体存入非支配集合中,获得帕累托非劣解集,反之,父代种群和子代种群合并为新的种群,重新执行步骤S35。
8.根据权利要求7所述的一种多目标优化的燃料电池混合动力汽车能量双模糊控制方法,其特征在于,在帕累托非劣解集中提取三组解,分别可适应燃料电池储存能量较少、燃料电池储存能量适中、燃料电池储存能量较多的三种汽车运行场景,形成各自汽车能量管理的双模糊控制表,在汽车行驶中通过实时查表获取,实时进行能量分配。