Autonome Lenkregelung für Elektrofahrzeuge mit nichtlinearer H∞-Regelung

Das Problem der automatischen Lenkregelung für elektrische Kraftfahrzeuge wird betrachtet. Ein Auto von Hand zu lenken bedeutet, dass der Fahrer einen Weg per Vorschau plant und die seitliche Abweichung des Fahrzeugs vom geplanten Weg mit dem Lenkrad kontrolliert. Bei einer automatischen Autolenkung wird diese Bahnverfolgung automatisiert. Die Abweichung wird durch eine Rückkopplungsregelung über die Lenkmotoren klein gehalten. Die Referenztrajektorie kann aus den Daten einer CCD-Kamera berechnet werden und das Kompensationsschema wird aus den Daten eines Kreisels oder eines GPS abgeleitet. Das gewünschte Systemverhalten bei der Lenkbewegung des Fahrzeugs besteht in erster Linie darin, eine gute Dämpfung und eine nahezu störungsfreie Entkopplung zu erreichen. Ein gewisser Stabilitätsspielraum sollte eingehalten werden und die Aktoraktivität sollte nicht zu hoch sein. Dieses gewünschte Systemverhalten soll durch die Formulierung von Leistungskriterien präzisiert werden. Beim Reglerentwurf wird für den Optimierungsprozess ein Entwurfsparameter gewählt, der zu einer guten Dämpfung führt, unser primäres Ziel ist es, diese Dämpfung annähernd einzuhalten. Gleichzeitig soll die Querbeschleunigung in der repräsentativen Antwort aufgrund einer Gierraten-Startwertstörung besser gedämpft werden. Um die automatische Fahrzeuglenkung zu untersuchen, muss das Lenkmodell erweitert werden. Für das erweiterte Lenkmodell mit einer Ausgangsgleichung, deren Elemente von den eingebauten Sensoren gemessen werden können, wird der H∞-Optimierungsregler eingeführt, damit das Fahrzeug den Referenzpfad verfolgen kann.

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