Ağır yük taşıyan araç konvoy sistemleri için yakıt verimliliği odaklı doğrusal olmayan model öngörülü kontrole dayalı adaptif araç aralığı stratejisi

Bu tezin amacı, adaptif bir zaman aralığı stratejisi uygulayarak ağır yük taşıyan araç konvoylarında yakıt verimliliğini artırmayı amaçlayan bir yaklaşım sunmaktır. Optimizasyon tasarımı, temel terimler olarak dizel motorun yakıt tüketiminin ve hava direncinin doğrusal olmayan modellerini içermektedir. Bu unsurlar genel maliyet fonksiyonuna, adaptif bir zaman aralığı stratejisi hesaplamak için entegre edilip doğrusal olmayan bir model öngörülü kontrolör tasarımında kullanılır. Temel odak noktası, zaman aralığını ayarlayarak yakıt tüketimini en aza indirmektir ve bu durum hava direnci katsayısını da etkilemektedir. Ancak, zaman aralığını ve hava direnci katsayısını azaltmak her zaman en verimli yakıt strateji olmayabilir. Bazı senaryolarda, minimum zaman aralığına uymak aşırı kontrol çabasına neden olabilir, bu da aracın motorunu verimsiz yakıt haritası bölgesinde çalıştırmasıyla daha yüksek yakıt tüketimine yol açar. Önerilen dinamik strateji, potansiyel hava direnci azaltma avantajlarını optimize etmek için belirli sınırlar içinde araçlar arası mesafeyi değiştirmeye olanak tanırken, motorun yakıt haritasını da dikkate alır. Kontrol tasarımının etkinliğini değerlendirmek ve beklenen sonuçları doğrulamak için kapsamlı kapalı çevrim simülasyonlar yapılmıştır. Bir referans kamyon modeli kullanılmış olup yukarı ve aşağı eğimli çeşitli yol topografyası koşulları dikkate alınmıştır. Simülasyon sonuçları, adaptif zaman aralığı stratejisinin farklı senaryolarda ağır yük taşıyan kamyonların yakıt tüketimini azaltmada etkinliğini vurgulamaktadır. Öncü araçla karşılaştırıldığında, yakıt tüketimi %8'e kadar azaltılmış ve sabit zaman aralığı yaklaşımına kıyasla %3'e varan azalmalar gözlemlenmiştir.