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Regelung der Querdynamik eines autonom fahrenden Fahrzeugs

  • Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Regelung für die Querdynamik eines autonom fahrenden Modellfahrzeugs vorgestellt. Neben einer hohen Regelgüte gilt der Transparenz und Portierbarkeit des Entwurfs besonderes Augenmerk. Die Erfüllung dieser Forderungen erfolgt mittels eines modellbasierten Ansatzes. Hierzu wird die Dynamik des Fahrzeugs in einem physikalischen Einspurmodell abgebildet. Der Gültigkeitsbereich des Modells und seine Einschränkungen werden beschrieben. Die Identifikation der Modellparameter basiert ebenfalls auf physikalischen Teilmodellen. Als Regelgröße für die Querdynamik wird der Schwimmwinkel genutzt. Mit dieser Größe können sowohl die Querabweichung als auch die Fahrzeugorientierung abgeglichen werden. Der einzuregelnde Sollschwimmwinkel kann aus Koordinaten einer Kursdatei und der aktuellen Fahrzeugposition berechnet werden. Alternativ erfolgt die Ermittlung über einer Sollbahnkurve, die aus den Daten einer Kamera approximiert wurde, und der aktuellen Fahrzeugposition. Die Forderungen nach hoher Regelgüte und einfacher Portierbarkeit, bei hoher Transparenz der Bedatung, werden durch einen Zustandsregler erfüllt, der in dieser Arbeit als diskreter Regler zur Anwendung kommt. Da verschiedene Zustandsgrößen in den Fahrzeugen der Hochschule Esslingen nicht als Messwerte zur Verfügung stehen, wird der Zustandsvektor mittels eines Luenberger Beobachters geschätzt. Die Verifizierung des Fahrzeugmodells sowie des Gesamtentwurfs erfolgt mittels Simulationen in MATLAB / Simulink sowie in Fahrversuchen.

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Metadaten
Author:Hans Braun
URN:urn:nbn:de:bsz:753-opus4-9272
Referee:Micharl Gerke
Advisor:Reiner Marchthaler
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Publishing Institution:Hochschule Esslingen
Granting Institution:Hochschule Esslingen
Date of final exam:2018/07/24
Release Date:2020/10/27
Tag:Einspurmodell
GND Keyword:Zustandsregler , Querdynamik , Autonomes Fahrzeug , Parameterschätzung , Modellierung , Prognose
Institutes:Fakultäten
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 600 Technik
Licence (German):License LogoVeröffentlichungsvertrag ohne Print-on-Demand