正交表设计与因素水平：进化算法与混合动力系统优化

1）电池充放电由电池内阻和电池电压特性决定。由电池组充放电特性可知：当C_soc∈[0.3，0.8]时电池组充放电效率较高。C_soc选取三个水平：A₁∈[0.3，0.7]，A₂∈[0.4，0.8]，A₃∈[0.3，0.8]。

2）UDDS市区循环工况的平均车速为8.75m/s，荷电状态低时车速限值V_l∈[5m/s，10m/s]，荷电状态高时车速限值V_h∈[7m/s，15m/s]。V_l选取三个水平：B₁=5m/s，B₂=7.5m/s，B₃=10m/s；V_h选取三个水平：C₁=7m/s，C₂=11m/s，C₃=15m/s。

3）根据发动机万有特性图，当发动机关闭转矩系数T_off∈[0.1，0.5]、发动机最低工作转矩系数T_min∈[0.2，0.8]、发动机最低工作转矩系数T_c∈[10N·m，30N·m]时，发动机工作在高效区域的概率较大。T_off选取三个水平：D₁=0.1，D₂=0.3，D₃=0.5；T_min选取三个水平：E₁=0.2，E₂=0.5，E₃=0.8；T_c选取三个水平：F₁=10N·m，F₂=20N·m，F₃=30N·m。

综上可得表8-2所示的正交优化设计因素水平表。

表8-2 正交优化设计因素水平表

在不考虑试验因素之间的交互作用的情况下，根据所确定的具有3个水平的6个因素及3个试验指标，选择L₁₈（3⁷）正交表为多指标正交优化试验方案。在UDDS市区循环工况下对系统进行仿真，仿真方案及结果见表8-3。

表8-3 正交优化仿真试验方案表及指标统计值

对指标的试验结果运用直观分析法进行分析，直观分析结果见表8-4，各指标效应曲线如图8-1所示，观察这些数据可知：(www.xing528.com)

1）由表8-4及图8-1中的燃油消耗效应曲线可知，试验因素对混合动力汽车燃油消耗的影响大小依次是：D＞E＞A＞G＞B＞F＞C，最优组合为A₃B₂C₂D₁E₃F₂。由于V_l、T_c及V_h的极差值都小于误差，因此认为其对混合动力汽车油耗影响不显著。

2）由表8-4及图8-1中的CO排量效应曲线可知，试验因素对混合动力汽车CO排放的影响大小依次是：F＞D＞E＞G＞C＞B＞A，最优组合为A₁B₂C₁D₁E₃F₁。V_h、V_l以及电池荷电状态上下限值的极差值都小于误差，因此认为其对混合动力汽车CO排放影响不显著。

3）由表8-4及图8-1中的HC与NO_x总排量效应曲线可知，试验因素对混合动力汽车的HC与NO_x总排量的影响大小依次是：F＞E＞D＞G＞C＞A＞B，最优组合为A₃B₁C₁，2D₁E₁F₃。V_h、电池荷电状态上下限值及车速V_l的极差值都小于误差，因此认为其对混合动力汽车HC与NO_x总排量影响不显著。

综合上述三点结论可知：参数V₁与V_h对指标燃油消耗、CO排放、HC与NO_x总排量影响不显著，可以不作为主要的优化对象。

表8-4 直观分析表

图8-1 指标效应曲线