面向赛车自由轨迹最小时程优化的顺序凸规划方法
最优化与控制
2026-04-15 v2
摘要
本文提出了一种建模与优化框架，用于计算赛车自由轨迹和动力总成运行的最小时程空间轨迹，同时在计算效率方面表现出色。具体而言，我们首先推导了赛车的准稳态模型，其中将赛道轨迹与之联合优化。随后，我们将最小时程问题建模，并通过设计顺序凸规划求解算法来利用其主要凸结构。我们将方法与商业化非线性规划求解器进行基准测试，展示了其将计算时间从几分钟降低到几秒钟的能力，为实时实现 paving the way。此外，我们将结果与同样高效的最小曲率赛线优化方法进行比较，表明基于最小时程的赛线可能使赛道时间提高4%。最后，我们展示了该框架用于最优动力总成能源管理，并验证了赛车轨迹不受能源限制这一常见建模假设，即该假设导致的赛道时间损失不足0.1%。
引用
@article{arxiv.2511.13522,
title = {A Sequential Convex Programming Approach to Free-trajectory Minimum-lap-time Optimization of Racing Cars},
author = {Erik van den Eshof and Wytze de Vries and Jorn van Kampen and Mauro Salazar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13522},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 11 figures, submitted to the IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference 2026