混合电推进飞机系统的预测性能量管理
最优化与控制
2022-06-13 v3
摘要
我们提出了一种模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）算法，用于由燃气轮机和电动机组件构成的混合电推进飞机系统的能量管理。我们考虑了串联和并联配置。通过将质点飞机动力学模型与电力损耗及燃气轮机损耗模型相结合，在给定的未来飞行路径上最小化燃料消耗，同时满足电池、电动机和燃气轮机的约束。在温和假设下，该优化问题被表述为一个凸问题，其解用于定义一种考虑飞行中飞机质量变化的预测能量管理控制律。我们研究了求解该问题的算法性能。提出了一种交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM）算法，并与通用凸内点求解器进行了比较。我们还表明，与通用非线性规划求解器相比，ADMM 实现将所需计算时间减少了数个数量级，使其适用于实时监督能量管理控制。
引用
@article{arxiv.2103.07909,
title = {Predictive energy management for hybrid electric aircraft propulsion systems},
author = {Martin Doff-Sotta and Mark Cannon and Marko Bacic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07909},
year = {2022}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2004.02582