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Optimization with FMI and CasADi: Analysis in Industrial Applications

Pfeiffer, Andreas und Winter, Christoph und Jarmolowitz, Fabian und Bertsch, Christian (2025) Optimization with FMI and CasADi: Analysis in Industrial Applications. In: Industrial User Presentations of 16th Modelica and & FMI Conference. 16th International Modelica & FMI Conference, 2025-09-08 - 2025-09-10, Lucerne, Switzerland.

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Kurzfassung

Motivated by real use cases from Bosch for optimization-based functions and controllers in the context of energy optimal operation of vehicles and buildings, we investigate the usage of FMI for optimization purposes via the open-source tool CasADi. We implemented a framework in Python to automatically compare optimization results and computation times of optimal control problems in CasADi. We are able to compare the results generated by different implementations: a) including the system dynamics as FMUs and b) a native implementation where the system dynamics is realized by Python code for CasADi. We present results from two use cases: the trajectory following of a single track vehicle model and the optimal control of a building’s chiller system. Detailed analysis of the split of the execution time of one optimization run gives valuable insight which kind of FMI function calls or derivatives are competitive and which one have bottlenecks compared to the native solution in CasADi without FMUs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213372/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Optimization with FMI and CasADi: Analysis in Industrial Applications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pfeiffer, AndreasAndreas.Pfeiffer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Winter, ChristophChristoph.Winter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6949-303XNICHT SPEZIFIZIERT
Jarmolowitz, FabianFabian.Jarmolowitz (at) de.bosch.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bertsch, ChristianChristian.Bertsch (at) de.bosch.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2025
Erschienen in:Industrial User Presentations of 16th Modelica and & FMI Conference
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FMI CasADi Python optimization optimal control derivatives single track model chiller system
Veranstaltungstitel:16th International Modelica & FMI Conference
Veranstaltungsort:Lucerne, Switzerland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:8 September 2025
Veranstaltungsende:10 September 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - V&V4NGC - Methoden, Prozesse und Werkzeugketten für die Validierung & Verifikation von NGC
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Fahrzeugkonzepte > Fahrzeug Systemdynamik und Regelungstechnik
Hinterlegt von: Pfeiffer, Andreas
Hinterlegt am:24 Sep 2025 09:08
Letzte Änderung:24 Sep 2025 09:08

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