Понятие о статической и динамической оптимизации

Ранее уже затрагивался вопрос о целесообразности режима постоянного ускорения на этапе разгона по типовому циклу движения. Можно достаточно просто показать, что потери энергии в таком режиме будут заметно больше, чем при некоторых других законах изменения скорости при разгоне электромобиля. Ранее также рассматривались вопросы конструктивной и схемной оптимизации электродвигателей и силовых преобразователей. Исходя из этого, целесообразно разделить общую задачу оптимизации тяговой системы электромобиля на три уровня, а именно:

1) конструктивной оптимизации агрегатов;

2) оптимизации управления электродвигателем и силовым преобразователем;

3) оптимального управления движением электромобиля.

Основанием для разделения второго и третьего уровней является тот факт, что в большинстве современных тяговых систем имеется определенная избыточность в управляющих возможностях, или, если говорить точнее, то в управляющих переменных. В частности, для электродвигателя постоянного тока управление моментом на валу или скоростью при регулировании в зоне ниже номинальной частоты вращения, может осуществляться с помощью следующих переменных:

1) напряжения на якоре, которое, в свою очередь, может изменяться за счет:

а) скважности импульсного силового преобразователя при постоянной или переменной частоте коммутации;

б) переключения секций тяговой батареи с последующим импульсным регулированием;

в) переключения секций тяговой батареи с последующим переключением дополнительных резисторов в цепи якоря;

2) тока возбуждения двигателя.

Независимо от выбора какого-либо из перечисленных методов управления может быть сформирован практически любой физически возможный закон движения электромобиля в целом, так как управляемые на втором уровне динамические процессы (электромагнитные) протекают гораздо быстрее, чем меняется скорость движения электромобиля. На этом основании для тяговых систем оказывается допустимым и весьма полезным принцип разделения процессов (или движений) на «медленные» — движение самого электромобиля — и «быстрые» — изменения электромагнитных переменных.

По отношению к электромобилю в целом будем называть оптимизацию «быстрых» процессов статической, считая, что при протекании этих процессов состояние электромобиля не меняется, или является статическим. Оптимизацию «медленных» движений будем называть динамической.