Ganzelmeier, L.; Becker, U.; Schnieder, E.:
Nichtlineare Regelung der Fahrzeuglängsdynamik für zukünftige fahrzeugübergreifende Assistenzsysteme.
In: Verein Deutscher Ingenieure VDI, Hrsg.: Tagungsband der AUTOREG 2004 - Steuerung und Regelung von Fahrzeugen und Motoren; Wiesloch, 02.-03.03.2004, S. 391-404, März 2004. Wiesloch/Walldorf.
Mit der neuen Denomination des Institutes für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik - vormals Institut für Regelungs- und Automatisierungstechnik - findet auch eine inhaltliche Neuausrichtung der Forschungsschwerpunkte statt. Im Bereich der Fahrzeugautomatisierung werden verstärkt Sicherheitsaspekte heutiger und zukünftiger Fahrzeugkomponenten, Assistenz- sowie verkehrsbeeinflussender Systeme betrachtet.
Exemplarisch soll im Rahmen dieses Beitrages der Entwurf eines nichtlinearen robusten Reglers für die Fahrzeuglängsdynamik von handelsüblichen Straßenfahrzeugen behandelt werden. Die stark variierenden Fahrzeugparameter sowie das hochgradig nichtlineare Verhalten der Fahrzeuglängsdynamik stellt eine Herausforderung für jeden Reglerentwurf Linearisierung des Modells immer auch mit einem Verlust der Modellgüte sowie mit einer nur lokalen Gültigkeit in engen Grenzen um den betrachteten Arbeitspunkt herum einhergeht, wird ein neuer nichtlinearer Ansatz verfolgt.
Die resultierenden variierenden Parameter werden im Entwurf bereits als unstrukturierte Modellunsicherheiten betrachtet, während gleichzeitig die Nichtlinearitäten im Rahmen der Modellbildung berücksichtigt und anschließend in voller Güte im Reglerentwurf eingebracht werden. Das angewandte Regelverfahren für nichtlineare Strecken basiert auf einem nichtlinearen H∞-Entwurf. Mathematische als auch Berechnungsaspekte dieses nichtlinearen H∞-Reglerentwurfs bzw. der L2-gain Synthese werden diskutiert. Die Robustheit des resultierenden Längsdynamikreglers für handelsübliche Straßenfahrzeuge wird unter Berücksichtigung von variierenden Fahrzeugparametern durch erste praktische Ergebnisse, bei denen lediglich ein Regler für die gesamte Fahrzeugdynamik eines Ganges eingesetzt wurde, nachgewiesen.
Es wird gezeigt, dass durch das angewandte nichtlineare, robuste Entwurfsverfahren die variable Fahrzeugdynamik sowie vorhandene Nichtlinearitäten bereits im Entwurf berücksichtigt werden können und im Gegensatz zu herkömmlichen linearen Verfahren so ein erheblicher Gewinn an Performance zu erzielen ist.