基于前馈断缸的一级方程式动力单元底层在线控制
系统与控制
2023-03-02 v1 系统与控制
摘要
自 2014 年起，国际汽车联合会规定一级方程式赛车采用并联式混合动力总成。热力部分与电力部分之间复杂的底层交互构成了一个非平凡且具挑战性的在线控制系统。我们提出一种新颖的控制器架构，由用于能量管理的监督控制器、前馈断缸控制器，以及依赖于赛道区域的底层非线性模型预测控制器组成，以优化发动机执行器。除非线性模型预测控制器外，所提控制器子系统计算开销低且具备实时能力。该框架在仿真环境中针对若干受驾驶员操作或赛道抓地条件扰动的现实场景进行了测试与验证。我们特别分析了该控制架构如何应对加速阶段中意外的换挡轨迹。此外，我们展示了增大的最大速度轨迹如何影响在线底层控制器。我们的结果显示，相对于基准解，整圈的次优性分别为 49 ms 和 64 ms，我们认为这是可接受的。与完全掌握扰动信息的相同控制架构相比，次优性仅多出 2 ms 和 17 ms。在所有案例研究中，我们表明断缸能力使次优性降低了 7 至 8 ms。
引用
@article{arxiv.2303.00372,
title = {Low-level Online Control of the Formula 1 Power Unit with Feedforward Cylinder Deactivation},
author = {Marc-Philippe Neumann and Giona Fieni and Camillo Balerna and Pol Duhr and Alberto Cerofolini and Christopher H. Onder},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00372},
year = {2023}
}