CRUISE與Isight聯合仿真優化
需要解決什么問題?
動力連參數優化
動力鏈匹配期間,經常會遇到主減速優化,變速箱速比優化,甚至換擋策略優化這類尋找最優值的問題。項目要求性能匹配工程師,根據已經確定的動力性指標,找到一組經濟性最優的配置。
邏輯閾值的優化
另外由于目前新能源汽車的能量管理策略大部分是基于邏輯門開發的。所以這樣的控制策略中就會有非常多的判斷閾值,如:并聯驅動模式與純電驅動切換的閾值、前后電機扭矩分配系數等。也是需要策略工程師在滿足動力性指標的前提下尋找最優值。
Isight軟件介紹
Ds Isight為法國著名飛機制造公司達索旗下的一款多功能優化工具軟件。
Isight軟件本身集成了多種常用的優化算法(如:NLPQLP、遺傳算法等等),并對算法進行了封裝。封裝算法的好處是非常容易上手,用戶直接修改參數就可以對算法進行調整,十分方便。
CRUISE與Isight聯合仿真優化
聯合仿真接口
Isight目前已經集成了非常多軟件的運行接口,很遺憾暫時不支持CRUISE。但是Isight提供了一個Simcode的功能模塊,允許用戶通過自定義批處理文件作為聯合仿真的接口。
批處理文件包含的信息有CRUISE解算器的位置、需要調用的CRUISE工程位置。這樣就不需要啟動CRUISE軟件,也能對工程進行仿真計算。
Bat生成工具
如果bat文件每次都用人工創建,難免偶爾出現問題,所以【思想】開發一款可以自動生成bat的工具,免除手工創建的煩惱。
聯合仿真優化流程
首先需要了解下CRUISE工程中,相關的文件存儲了哪些內容:
dbf文件:用于保存模型中各個模塊的參數信息,如發動機數據、電機數據、檔位信息、換擋策略等。
log文件:用于保存仿真計算的任務結果數據,其中包含Summary.log/Cruise.log/Result.log
Isight操作CRUISE項目中的dbf文件,讀取并修改優化變量,通過bat文件以命令行的形式,調用CRUISE運行仿真任務。每當結束一次仿真任務,Isight軟件通過讀取log文件獲取邊界數據與目標數據,通過優化算法生成新的變量值再次寫入dbf文件,并且使用Calculator功能對變量間的數值關系作限制,確保變量間的關系符合實際。如此循環迭代優化,直到滿足優化算法設置的退出條件。
總結一下
既然Isight可以用Bat批處理的形式調用CRUISE工程,那么我們也能夠使用自己熟悉的開發語言,如:C#、Python等,開發更加先進的優化算法取代掉Isight,該部分內容請關注后續文章。
純電動兩檔箱換擋策略優化
下面用一個純電動兩檔箱換擋策略優化的實例,演示Isight與CRUISE聯合仿真優化。
雖然AVL-CRUISE自帶了一個換擋策略優化工具GSP,但是這個模塊完全是為內燃機開發的。模塊中需要輸入不少內燃機的特性參數,這不符合電機的需求。所以需要結合Isight自帶的優化算法,尋找最優的換擋策略。
可以看到這是一個兩參數的換擋策略,包含了升檔策略與降檔策略。上圖中對應的a、b、c、d分別為換擋次數、油門開度、升檔車速、降檔車速。
如上文介紹的,換擋策略存放在dbf文件當中。需要Isight讀取dbf中的換擋策略,并一一設置成為優化變量。
在輸出選項卡中,讀取不同的log文件,包含Cruise.log、Result.log,從中選取仿真的輸出結果,分別作為目標與邊界。
根據各自項目中制定的動力性指標,作為優化的邊界。如本例中設置百公里加速時間、最大爬坡度、最高車速作為邊界條件,并且賦予適當的邊界上限與下限
算法方面推薦大家使用多島嶼遺傳算法,具有收斂快等特點。不同算法設置的參數項都不一樣,這需要用戶對調用的算法有一定的理論知識,然后再根據具體項目的需要來調整。
最后可以在結果管理器中查看,迭代計算過程中百公里電耗的變化情況。然后打開CRUISE的GB Program模塊就能看到優化后的換擋策略。
來源:古德曼汽車工業
作者: 思想Goodman
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