Hoedt, Jens (2013)
Fahrdynamikregelung für fehlertolerante X-By-Wire-Antriebstopologien.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung
Kurzbeschreibung (Abstract)
Diese Arbeit behandelt die systemtheoretische Analyse und modellbasierte Regelung von Fahrzeugen in X-By-Wire-Struktur mit verschiedenen Antriebstopologien. Auf verschiedene Reifen verteilte elektrische Maschinen zum Antreiben und Lenken des Fahrzeugs werden dabei als verteilte Redundanz interpretiert, um die Nachteile paralleler Redundanz zu umgehen. Im Normalbetrieb können die fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs dadurch gezielt verändert und verbessert werden. Auf Basis eines Fahrzeugmodells in Deskriptorform wird dazu eine ganzheitliche Fahrdynamikregelung entworfen, die auch die Regelung der elektrischen Maschinen einbeziehen kann. Durch die verteilte Redundanz erhalten verschiedene Fahrzeugkonfigurationen die Eigenschaft der differentiellen Flachheit, was einen besonders strukturierten 2-Freiheitsgrade Entwurf ermöglicht. Darauf aufbauend kann zum einen das Wunschverhalten des Fahrzeugs, insbesondere der Horizontaldynamik, in physikalischen Grenzen vollig frei vorgegeben und modelliert werden. Zum anderen wird eine systematische Analyse und ein methodischer Entwurf des Störverhaltens möglich. Auf Basis einer einfachen Reifenkraftschätzung und nichtlinearer Stabilitätstheorie wird Robustheit gegenüber charakteristischen Unsicherheiten wie unbekannten Reifenmodellparametern oder geometrischen Parametern des Fahrzeugschwerpunkts garantiert. Treten Aktorfehler auf oder werden Signal- bzw. Versorgungsleitungen zu den Aktoren unterbrochen, muss auf Basis der verteilten Redundanz funktionale Sicherheit für das Gesamtsystem garantiert werden. Ausgehend vom Deskriptormodell des Fahrzeugs wird eine einfache Rekonfiguration der Regelung möglich, um die Wirkung verschiedener Fehler zu kompensieren. Das Gesamtkonzept ist auf viele verschiedene Aktorkonfigurationen anwendbar und wie gezeigt wird abhängig von den verwendeten Aktoren in verschiedenem Maße fehlertolerant.
| Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
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| Erschienen: | 2013 | ||||
| Autor(en): | Hoedt, Jens | ||||
| Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
| Titel: | Fahrdynamikregelung für fehlertolerante X-By-Wire-Antriebstopologien | ||||
| Sprache: | Deutsch | ||||
| Referenten: | Konigorski, Ulrich ; Roppenecker, Günter | ||||
| Publikationsjahr: | September 2013 | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung: | 19 September 2013 | ||||
| URL / URN: | http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3631 | ||||
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Diese Arbeit behandelt die systemtheoretische Analyse und modellbasierte Regelung von Fahrzeugen in X-By-Wire-Struktur mit verschiedenen Antriebstopologien. Auf verschiedene Reifen verteilte elektrische Maschinen zum Antreiben und Lenken des Fahrzeugs werden dabei als verteilte Redundanz interpretiert, um die Nachteile paralleler Redundanz zu umgehen. Im Normalbetrieb können die fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs dadurch gezielt verändert und verbessert werden. Auf Basis eines Fahrzeugmodells in Deskriptorform wird dazu eine ganzheitliche Fahrdynamikregelung entworfen, die auch die Regelung der elektrischen Maschinen einbeziehen kann. Durch die verteilte Redundanz erhalten verschiedene Fahrzeugkonfigurationen die Eigenschaft der differentiellen Flachheit, was einen besonders strukturierten 2-Freiheitsgrade Entwurf ermöglicht. Darauf aufbauend kann zum einen das Wunschverhalten des Fahrzeugs, insbesondere der Horizontaldynamik, in physikalischen Grenzen vollig frei vorgegeben und modelliert werden. Zum anderen wird eine systematische Analyse und ein methodischer Entwurf des Störverhaltens möglich. Auf Basis einer einfachen Reifenkraftschätzung und nichtlinearer Stabilitätstheorie wird Robustheit gegenüber charakteristischen Unsicherheiten wie unbekannten Reifenmodellparametern oder geometrischen Parametern des Fahrzeugschwerpunkts garantiert. Treten Aktorfehler auf oder werden Signal- bzw. Versorgungsleitungen zu den Aktoren unterbrochen, muss auf Basis der verteilten Redundanz funktionale Sicherheit für das Gesamtsystem garantiert werden. Ausgehend vom Deskriptormodell des Fahrzeugs wird eine einfache Rekonfiguration der Regelung möglich, um die Wirkung verschiedener Fehler zu kompensieren. Das Gesamtkonzept ist auf viele verschiedene Aktorkonfigurationen anwendbar und wie gezeigt wird abhängig von den verwendeten Aktoren in verschiedenem Maße fehlertolerant. |
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| Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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| Freie Schlagworte: | Fahrdynamikregelung, differentielle Flachheit, Deskriptorsystem, Fehlertoleranz, Unsicherheiten, Robustheit, Fahrzeugdynamik, elektrische Maschinen, Ljapunov | ||||
| Schlagworte: |
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| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-36318 | ||||
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |
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| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik > Regelungstechnik und Mechatronik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik |
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| Hinterlegungsdatum: | 13 Okt 2013 19:55 | ||||
| Letzte Änderung: | 13 Okt 2013 19:55 | ||||
| PPN: | |||||
| Referenten: | Konigorski, Ulrich ; Roppenecker, Günter | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 19 September 2013 | ||||
| Schlagworte: |
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