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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

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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


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.

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