Architektur fehlertoleranter Lenksysteme: Das "Fault-Hiding"-Paradigma für automatisierte Fahrzeuge

Eine zentrale Herausforderung beim hochautomatisierten Fahren ist die sichere Handhabung von Reglerausfällen. Für aktuelle Versuchsträger existiert bereits eine Basisarchitektur, bestehend aus einem Hauptregler (MPC), einem Fallback-System (LQR) und einem Sicherheitsfilter (CBF). Die Herausforderung: Das Umschalten zwischen diesen aktiven Systemen im Fehlerfall kann mathematisch zur Instabilität führen. Deine Aufgabe ist der Entwurf einer intelligenten, theoretisch abgesicherten Umschaltlogik ("Supervisor"), die bei Systemausfällen einen stoßfreien Übergang und garantierte Stabilität liefert.

• Mathematische Modellierung und Analyse der bestehenden Regelsysteme als schaltendes System (Switched Systems)
• Entwurf einer deterministischen Umschaltlogik mit garantierten Stabilitätseigenschaften (Bumpless Transfer)
• Validierung der Stabilitätsgrenzen in der Gesamtfahrzeugsimulation und objektive Bewertung der Regelgüte