NMPC en Tiempo Real para la Planificación de Velocidad de Vehículos Eléctricos Híbridos Conectados
Autores: Ju, Fei; Zong, Yuhua; Zhuang, Weichao; Wang, Qun; Wang, Liangmo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
NMPC en Tiempo Real para la Planificación de Velocidad de Vehículos Eléctricos Híbridos Conectados
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Eco-navegación
Consumo de energía
Control predictivo de modelos
Vehículo eléctrico híbrido
Implementación en tiempo real
Planificación de velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El eco-conducción se considera un enfoque efectivo para reducir el consumo de energía de los vehículos conectados. La mayoría de los controladores de eco-conducción (EC) no cumplen con los requisitos de implementación en tiempo real cuando se requiere un intervalo de muestreo corto. Este documento presenta una solución a este problema. Se aplicó un marco de control predictivo de modelo (MPC) al problema de planificación de velocidad para un vehículo eléctrico híbrido (HEV) de división de potencia. Para superar las limitaciones del MPC en el dominio del tiempo (TMPC), se propuso un MPC no lineal en el dominio del espacio (SMPC) en el dominio del espacio. Se desarrolló un algoritmo de iteración en tiempo real (RTI) para acelerar los cálculos no lineales de SMPC mediante la generación de inicializaciones cálidas y, posteriormente, formando el SMPC-RTI. Los controladores de velocidad propuestos se evaluaron en un EC jerárquico, donde se seleccionó una estrategia de gestión de energía heurística para el control del tren motriz. Los resultados de la simulación indicaron que el SMPC propuesto ofrece ahorros de combustible comparables al TMPC y a la solución óptima global. Mientras tanto, el SMPC redujo el tiempo de cálculo del MPC en un 41% en comparación con el TMPC, y el SMPC-RTI redujo aún más el tiempo de cálculo del MPC sin comprometer la optimización. Durante la prueba de hardware en el lazo (HIL), el tiempo medio de cálculo fue de 9.86 ms, demostrando su potencial para aplicaciones en tiempo real.
Descripción
El eco-conducción se considera un enfoque efectivo para reducir el consumo de energía de los vehículos conectados. La mayoría de los controladores de eco-conducción (EC) no cumplen con los requisitos de implementación en tiempo real cuando se requiere un intervalo de muestreo corto. Este documento presenta una solución a este problema. Se aplicó un marco de control predictivo de modelo (MPC) al problema de planificación de velocidad para un vehículo eléctrico híbrido (HEV) de división de potencia. Para superar las limitaciones del MPC en el dominio del tiempo (TMPC), se propuso un MPC no lineal en el dominio del espacio (SMPC) en el dominio del espacio. Se desarrolló un algoritmo de iteración en tiempo real (RTI) para acelerar los cálculos no lineales de SMPC mediante la generación de inicializaciones cálidas y, posteriormente, formando el SMPC-RTI. Los controladores de velocidad propuestos se evaluaron en un EC jerárquico, donde se seleccionó una estrategia de gestión de energía heurística para el control del tren motriz. Los resultados de la simulación indicaron que el SMPC propuesto ofrece ahorros de combustible comparables al TMPC y a la solución óptima global. Mientras tanto, el SMPC redujo el tiempo de cálculo del MPC en un 41% en comparación con el TMPC, y el SMPC-RTI redujo aún más el tiempo de cálculo del MPC sin comprometer la optimización. Durante la prueba de hardware en el lazo (HIL), el tiempo medio de cálculo fue de 9.86 ms, demostrando su potencial para aplicaciones en tiempo real.