Inverse optimal control of electric vehicle cabin heating loop
Elektrikli araç kabin ısıtma çevriminin ters optimal kontrolü
- Tez No: 894776
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Otomotiv Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Automotive Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Termal yönetimin aşırı enerji tüketimi nedeniyle elektrikli araçların menzili ekstrem koşullarda kötüleşmektedir, dolayısıyla elektrikli araçların menzilini iyileştirmek için daha verimli termal yönetim sistemleri gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında, farklı komponentler için termal şartlandırma sağlayan farklı çevrimler arasından kabin ısıtma çevrimi seçilmiştir. Bu çalışmada, konfor seviyesi korunurken çevrimdeki aktüatörlerin güç tüketiminin azaltılması amaçlanmıştır. Matematiksel bir modele dayanan model-bazlı kontrol stratejileri, termal yönetimi iyileştirme seçeneklerinden biridir. Termal modelleme için farklı yaklaşımlar arasından gri kutu modelleme tekniği seçilmiş ve denklemler elde edilmiştir. Farklı sıcaklıklarda parametre kestirimi yapabilmek için TOFAŞ'ın prototip elektrikli aracı üzerinde -20, -5 ve 10°C'de testler yapılmıştır. Ardından, parametre kestirimi için genetik algoritma kullanılmış ve her ortam sıcaklığı için parametre setleri elde edilmiştir. Daha sonra model girişte-afin forma dönüştürülmüştür. Model elde edildikten sonra modele Ters Optimal Kontrol yaklaşımı uygulanmıştır. Ters Optimal Kontrol'un bir gerekliliği olarak, uygun bir P matrisi aranmış, arama için Big Bang-Big Crunch optimizasyon algoritması kullanılmıştır. Optimizasyon algoritması bir ortam sıcaklığı için çalıştırılmış ve tüm ortam sıcaklıkları için ters optimal kontrol sağlayan bir P matrisi elde edilmiştir. Çalışmanın katkısı şu şekilde özetlenebilir: i. Elektrikli araçların termal yönetimi için Ters Optimal Kontrol yaklaşımı ilk kez uygulanmış ii. prototip bir elektrikli aracın kabin ısıtma çevrimi için girişte-afin formda yeni bir model elde edilmiştir. Her ne kadar çalışmanın kapsamı elektrikli araçların termal yönetimi için belirli bir durum ile, yani kabin ısıtma çevrimi ile sınırlı olsa da, soğutucu akışkan içeren farklı çevrimler için de benzer bir modelleme stratejisinin kullanılması ile birlikte uygulanabilirliği muhtemel görülmektedir.
Özet (Çeviri)
The range of electric vehicles (EVs) is worsened in extreme conditions, due to excessive energy consumption by the thermal management. Thus, more efficient thermal management is needed. Among different loops that provide thermal conditioning for different components, cabin heating loop is chosen as scope of this study. In this study, it is aimed to reduce power consumption of actuators while maintaining the comfort. Model-based control strategies are one of the options to improve thermal management which rely on a mathematical model. Among different approaches for thermal modelling, gray-box modeling technique is selected and equations are obtained. To perform parameter estimation at different temperatures, tests are conducted at -20, -5, and 10°C on TOFAŞ's prototype electric vehicle. Then, genetic algorithm is used to estimate parameters. Then, the model is transformed into input-affine form. After obtaining the model, Inverse Optimal Control was applied. As a consequence, an appropriate P matrix needed to be sought. The Big Bang-Big Crunch optimization algorithm was used for the search. Optimization algorithm was run for one ambient temperature and a P matrix was obtained which provided inverse optimal control for all ambient temperatures. The contribution of the work can be emphasized as: i. Inverse Optimal Control is applied to thermal management of EVs for the first time ii. a novel model in input-affine form for cabin heating loop of a prototype vehicle is obtained. Although this work presents a particular case for thermal management of EVs, the method can also be applied to other loops.
Benzer Tezler
- Çoklu amaçların çözümlemesinde amaç programlaması ile genelleştirilmiş ters yaklaşımı ve yem sanayiinde bir uygulama
Goal programming and generalieed inverse approaches in the multi-objective analysis and application in feed industry
HASAN BAL
- Ters filitreleme ve sismik verilere uygulanması
Başlık çevirisi yok
M.EMİN DEMİRBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1983
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAHİT ÇORUH