フィルタリングされた第3次の一般化インテグレーターオブザーバーを持つPMSM駆動型自律型EVのための適応線形MPC.
Moustafa Magdi Ismail1, Mujahed Al-Dhaifallah2, Hegazy Rezk3
1Interdisciplinary Research Center for Sustainable Energy Systems (IRC-SES), King Fahd University of Petroleum and Minerals, Dhahran, Saudi Arabia.
本研究は,自動運転電気自動車のための適応線形モデル予測制御 (AL-MPC) を導入します. この新しい方法は,永久磁石同期モーター非線形に適応することによって,軌道の追跡を大幅に改善し,既存のMPC戦略を上回る.
科学分野:
- 制御システム工学 制御システム工学
- 自動車工学 自動車工学
- 電気工学 電気工学とは
背景:
- 自動運転の電気自動車は,軌道を追跡し,モーターの調整を正確に制御する必要があります.
- 永久磁石同期モーター (PMSM) は,従来の制御方法に挑戦する非線形性 (例えば,感電変動) を示す.
- 固定パラメータモデルの予測制御 (MPC) は,動的移行と操作ポイント依存の非線形性との闘いである.
研究 の 目的:
- 自動運転電気自動車の軌道の追跡性能を向上させるために,適応型線形MPC (AL-MPC) 戦略を開発する.
- 動的操作中にPMSMの非線形性を処理する従来のMPCの限界に対処するために.
- 車両制御システムのリアルタイムの適応性と堅牢性を向上させる.
主な方法:
- フレックスオブザーバー,テイラー数列の線形化,アクティブセットの二次プログラミング最適化器を統合した適応型線形MPC (AL-MPC) 戦略.
- 移動平均でフィルターされた第3次の一般化インテグレーターフルスオブザーバーを使用して,電磁トークンとステータのリアタンスのリアルタイム推定.
- 統一された9つの状態の予測モデルの策定,動的に更新され,電圧とステアリング制御のための二次プログラミングを使用して最適化.
主要な成果:
- AL-MPCは,線形MPCと比較して,誤差の有意な減少を達成しました: 99.9%のゆらぎMAEと65%の横向き位置RMSE.
- 適応型非線形MPCを上回り,77.7%低いヤウMAEと94.6%低い横向MAEでした.
- HILテストでは,9.65msの制御サイクル実行時間を持つリアルタイムの実現可能性が実証されています.
結論:
- 提案されたAL-MPCは,自律型電気自動車の優れた軌道追跡のために,PMSMの非線形性を効果的に管理します.
- AL-MPCは,既存の線形および適応型非線形MPC方法よりも大幅なパフォーマンスの改善を提供します.
- シミュレーションとHILテストで検証されたAL-MPCは,高度な車両制御のための計算効率が高く,リアルタイムで実現可能なソリューションです.
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