基于最优控制的自主电动赛车能量管理策略
系统与控制
2020-05-18 v1 系统与控制
摘要
乘用车自动化日益普及，未来数年将实现完全自动驾驶。此外，可持续电动出行愈发重要。由于赛车曾是后来也转移至乘用车的技术开发平台，由此创立了名为 Roborace 的自主电动赛车赛事。由于电动赛车储能有限，需要一种能量管理策略（EMS）来规划赛道上的时间最优与最小能量轨迹。同时，在计算比赛轨迹时必须考虑电动动力总成中的技术限制与部件行为。本文提出一种特殊类型 EMS 的概念。其基于生成时间最小全局轨迹的最优控制问题（OCP），并通过直接正交配置转录为非线性规划问题（NLPP）求解。我们在该最小圈速问题中加入整体 EMS 的思路予以拓展。该方法证明了所述思路的基本可行性，例如 EMS 所涵盖的因能量限制而改变赛道路径与速度。此外，所提概念为未来动力总成部件元模型研究奠定基础，这些元模型可纳入 OCP 以提高 EMS 控制输出的有效性。
引用
@article{arxiv.2005.07439,
title = {Energy Management Strategy for an Autonomous Electric Racecar using Optimal Control},
author = {Thomas Herrmann and Fabian Christ and Johannes Betz and Markus Lienkamp},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.07439},
year = {2020}
}
备注
Accepted at the IEEE Intelligent Transportation Systems Conference - ITSC 2019, Auckland, New Zealand 27 - 30 October