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Author: Osvald, Federico
Title: Shell Eco Marathon: Minimizzazione dei consumi e ottimizzazione strategia di gara
Date: Friday 27th April 2007
Advisor: Formaggia, L.
Advisor II:
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Abstract: Lo scopo di questo lavoro � stato sviluppare un modello matematico e numerico per la minimizzazione dei consumi di una vettura partecipante al campionato Shell Eco Marathon. L obbiettivo è quello di minimizzare il consumo di combustibile, operando su di una legge di controllo discontinua che viene interpretata come la successione dei tempi di accensione e spegnimento del motore. La vettura è soggetta ad un vincolo di velocità media minima imposta durante la competizione. La trattazione del problema avviene attraverso la teoria classica del controllo ottimo con alcuni particolari accorgimenti che permettono una risoluzione del sistema non troppo onerosa e di introdurre nel sistema i parametri di controllo come un dato iniziale del problema. L algoritmo di minimizzazione andrà a modificare l ampiezza degli intervalli di utilizzo del motore al fine di rendere il consumo della vettura il minimo possibile, soddisfando allo stesso tempo il vincolo sulla velocità media di percorrenza. Il processo di ottimizzazione esposto in questo lavoro è iterativo ed è basato sul metodo del gradiente per sistemi non lineari. The aim of this work is the numerical optimization of the race dynamics of a car participating at the Shell Eco Marathon championship. The target of this optimization is the minimization of fuel consumption during the race. We operate with a discontinuous control law that will be used as a succession of activity and inactivity time of the propulsor. The car dynamics is subordinated to a minimum average speed during the competition. The optimization algorithm is based on the classical optimal control theory with some specific solution in order to obtain a not too heavy solution algorithm. The purpose of the algorithm is to vary the time sequence to minimize the fuel consumption in respect with the minimum average speed constraint. This target is obtained by inserting the time sequence as an initial condition of the problem. The optimization is obtained in an iterative way and is based on the gradient method for non-linear systems.