Elektromobilität: Entwicklung eines skalierbaren Lösungsalgorithmus für SOPWM-Optimierungsprobleme in Multi-Umrichter-Systemen

Institut

Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme (TUM-ED)

Typ

Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

theoretisch /  

Beschreibung

Die Synchronous Optimal Pulse Width Modulation (SOPWM) ermöglicht eine gezielte Optimierung der Schaltwinkel leistungselektronischer Umrichter. In Multi-Umrichter-Systemen können die Pulsmuster mehrerer Umrichter koordiniert werden, um harmonische Wechselwirkungen innerhalb des gekoppelten elektrischen Systems gezielt zu beeinflussen. Mit zunehmender Anzahl an Umrichtern und Schaltwinkeln entstehen jedoch komplexe, nichtlineare Optimierungsprobleme mit teilweise mehr als 80 Freiheitsgraden, deren Lösungsräume mit konventionellen Verfahren nur eingeschränkt untersucht werden können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Evaluation eines effizienten, skalierbaren Lösungsalgorithmus für derartige SOPWM-Optimierungsprobleme. Hierzu sollen unterschiedliche lokale und globale Optimierungsverfahren untersucht, kombiniert und hinsichtlich ihrer Eignung zur möglichst systematischen Exploration des Lösungsraums bewertet werden. Zur Reduktion des Rechenaufwands sollen zudem vorhandene Problemstrukturen, insbesondere Symmetrien, Periodizitäten und physikalisch äquivalente Lösungen, identifiziert und gezielt ausgenutzt werden. Die entwickelten Methoden werden in MATLAB implementiert und anhand von Multi-Umrichter-Systemen unterschiedlicher Dimension hinsichtlich Lösungsqualität, Rechenzeit, Robustheit und Skalierbarkeit verglichen.

Voraussetzungen

• Gute Kenntnisse in numerischer Optimierung
• Gute Kenntnisse in Leistungselektronik und elektrischen Antrieben
• Gute Kenntnisse in der Programmierung mit MATLAB und/oder Python
• Interesse an Optimierungsverfahren, Parallelisierung und Leistungselektronik
• Selbstständige, analytische und strukturierte Arbeitsweise

Möglicher Beginn

sofort

Kontakt

Sascha Bahl-Fritz, M. Sc.
sascha.bahl-fritztum.de

Ausschreibung