Fahrzeug - Querregelung

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Detlef Holzmann
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1 Fhrzeug - Querregelung - Drtmun Dr.-Ing. Xuxun Yn Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng

2 Übersht Enführung Fhrnm Querregelung Fhrersuh Zusmmenfssung Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 2 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

3 Enführung Fhrzeugquerführung Bruhen wr ene Fhrzeugquerführung? Bespel : - ne Centerng Cntrl - ne Keepng Supprt Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 3 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

4 Enführung Fhrzeugquerführung Bespel 2: Auswehssstent ESA) Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 4 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

5 Enführung Fhrzeugquerführung Bespel 3: Bustellenssstent Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 5 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

6 Enführung Aufgbe er Querführung Querführung st ene urh s Fhrerssstent Sstem usgeführte enttät, um s Fhrzeug s zu führen, ss es em Sllspurerluf mt erlubter Fehlertlernz flgt. Sllspur eteteren er genereren Fhrzeugnfrmtn Umgebungsnfrmtn Vermeet Unfälle Verbessert Fhrsherhet Erhöht Fhrmfrt Ermöglht Tel-) Autnmesfhren Querregler enwnel-kmmn berehnen entr: enwnel enstellen Fhrzeug flgt er Sllspur Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 6 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

7 Übersht Enführung Fhrnm Querregelung Fhrersuh Zusmmenfssung Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 7 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

8 Fhrnm: Enspurmell Enspurmell Beshrebt wesentlhe Fhrzeugnm θ β ψ 2 2 β ) ψ 2 22 β ψ b2 b R R R ) ß ψ ß Querbwehung- un Kurswnelfehlernm θ R θ θ β ψ R x Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 8 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

9 9 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng R b b θ ψ β θ ψ β ) Fhrnmmell Gesmte Fhrnm Engngsgröße: enwnel Ausgngsgrößen: Querbwehung un Kurswnelfehler Störgröße: Sllspurrümmung θ R

10 Fhrnm: Ientftn Expermentelle Bestmmung es nmshen Mells enes Sstems. Ds entfzerte Mell sll s En-/Ausgngserhlten hnrehen genu rstellen. De Mellstrutur st bennt er rgegeben. Ientftn er Mellprmeter urh nht-lnere Optmerung er Zelfuntn u Sstem υ J θ ) [ z t ) t )] R [ z t ) t )] u x Mell f x, u, ˆ) θ g x, u, ˆ) θ θˆ - z ˆ θ rmn J θ ))) Nhtlnere Optmerung Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

11 Ientftn Mell un Prmeter Fhrzeugmell: Zu entfzerene Prmeter:, 2, 2, 22, b, b2 x s β ψ ) sn β ψ ) ψ ψ t 2 β β ) ψ 2 22 ψ 2β ψ b2 b x Gemessen weren: : ängengr DGPS mt Bsssttn) θ ψ : Bretengr : Kurswnel : Gerrte ESP Sensr) : ängsgeshwnget Rrehzhl DGPS) : enwnel ESP enwnelsensr) Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

12 Ientftn Vergleh Messung un entfzertes Mell 3 2 Spurerluf Fhrzeug Enspurmell [m] x[m] Gerrte Fhrzeug Gerrte Enspurmell Shwmmwnel Enspurmell t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 2 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

13 3 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng Fhrnm Enfluss es Shwmmwnels Mell mt Shwmmwnel Mell hne Shwmmwnel R b b θ ψ β θ ψ β ) R b θ ψ θ ψ 2 22

14 4 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng Fhrnm en-atrnm Verenfhte Fhrnm en-atr mt enwnelregler b θ ψ θ ψ 2 22 w w b

15 5 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng w w b b θ ψ θ ψ 22 2 Fhrnm Mell für e Querregelung Besnerheten es Mels PV:neres Prmeter-Veränerlhes Sstem ner Prmeter-Vrng Sstem) Zetnrntes lneres Sstem be Knstnte. Entwurfsmethe lnerer Ssteme önnte be sh lngsm änerner Geshwnget gültg sen. u B x A x ) ) A B x

16 Übersht Enführung Fhrnm Querregelung Fhrersuh Zusmmenfssung Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 6 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

17 Querregelung QR nere Qurtsh Optmle Regelung) QR mt uenberger-bebhter ls Störgrößenmpenstr Gn Sheulng: Geshwngetsbhängge Regler un Bebhter Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 7 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

18 QR für geren Spurerluf neres qurtshes Optmerungsprblem für s lnere Sstem x t) Ax t) Bu t) urh ene Zustnsrüführung u t) x t) R B T Px t) sll s Güterterum mnmert weren J [ x T t) Qx t) u T t) Ru t)] t ösung mt Mtlb: lqr A, B, Q, R) Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 8 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

19 Strutur er Zustnsrüführung entr V x s β ψ ) sn β ψ ) β β ψ 2 β ) ψ b ) ψ b 2 β θ x Spe Enspurmel ψ ) θ R θ ψ Zustnsregler Spuretetr x Sllspur Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 9 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

20 QR Smultn für geren Sllspurerluf Slllenwnel: Geshwnget: ψ θ [m/s], Anfngszustn: 6 mh) x) ) β ) ψ ) ψ ) ).5 Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 2 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

21 Smultn für geren Sllspurerluf Kene blebene Querbwehung un Kurswnelfehler Gute nmshe Ausregelung er Querbwehung [m ] Fhrzeugspurerluf x[m] 4 2 Kurswnelfehler Querbwehung Shwmmwnel Gerrte t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 2 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

22 Sllspurerluf mt sh änerner Krümmung Sllspur: Krümmung reren ntnuerlh Größte Krümmung.9, entsprht Krümmungsrus 9.8m Pste un negte Krümmung ns- un Rehtsure) Smultnsnfgurtn Geshwnget 68-8 mh Querbeshleungung.4g n möglhen Streen) Anfngsquerbwehung.. m Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 22 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

23 Smulerter Fhrzeugspurerluf 4 2 Spurerluf Sllspur Istspur [m] x[m] [m] m [m] x[m] x[m] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 23 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

24 QR: Inzeptble grße Querbwehung 2 Querbwehung 2 Geshwnget 5 [m] [m/h] Kurswnelfehler.5 Krümmung 2. θ [ ] [/m] enwnel[ ] Gerrte[ /s] Shwmmwnel[ ] [g] Querbeshleungung t[s] t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 24 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

25 25 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng Störgrößenbebhter Krümmung ls Störung m enwnel R w w b b θ ψ θ ψ 22 2 s w w w b b b θ ψ θ ψ 22 2 R Suhe nh enem enwnelmmn, s e glehe Auswrung we e Sllspurrümmung uf e Fhrnm ht. s - < ε ˆ s

26 26 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng Störlenwnel ls ene Zustnsrble betrhten un mt uenberger-bebhter lle Zustäne bebhten. uenberger-bebhter ls Störgrößenbebhter w s w w s b b b θ ψ θ ψ 22 2 s x C x C B u x A x ˆ ˆ ) ˆ ) ˆ x C B u x A x ) uenberger-bebhter ) ),, ), ) T T R Q C A lqr Bebhtermtrx

27 Strutur QR mt Störgrößenmpenstn s lqr entr ψ ) θ Zustnsregler V x s β ψ ) sn β ψ ) β β ψ R 2 β ψ θ ) ψ b Enspurmel Spuretetr ) ψ b 2 β θ x x Sllspur Spe Störbebhter Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 27 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

28 QR mt Störgrößenmpenstn.2 Querbwehung 2 Geshwnget. 5 [m] [m/h] Kurswnelfehler.5 Krümmung 2. θ [ ] [/m] enwnel[ ] Gerrte[ /s] Shwmmwnel[ ] [g] Querbeshleungung t[s] t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 28 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

29 Vergleh er Querbwehungen Deutlh lenere Querbwehungen be QR mt Störgrößenmpenstn.5 Vergleh er Querbwehung QR QR mt Störgrößenmpenstn.5 [m] t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 29 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

30 Vergleh er enwnel Shnellere Retn es QRs mt Störgrößenmpenstn Vergleh er enwnel 6 4 QR QR mt Störgrößenmpenstn 2 [m] [m] QR QR mt Störgrößenmpenstn t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 3 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

31 3 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng ) ),, ), ) 5,2,25,3,... ), ),, ), ) T T R Q C A lqr R Q B A lqr QR mt Gn Sheulng Entwurf es Reglers un Bebhters für e srete nstnte Geshwnget Anwenen für lle sh änerne Geshwngeten urh Interpltn ) )) ) ) ), )) ) ) < <

32 Übersht Enführung Fhrnm Querregelung Fhrersuh Zusmmenfssung Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 32 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

33 Fhrersuh mess_qr Gerwnelfehler[ ] Querbwehung[m] enwnel[ ] Blnng x Gerrte[ /s] Geshwnget[m/h] Cm.Rnge[m] t[s] t[s] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 33 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

34 Zusmmenfssung Ientftn ls mähtges Werzeug zur Erlngung enes guten nwenbren Mells. Verenfhter Regler-/Bebhterentwurf urh zwemäßge Mellmplextät. Mellbserte Entwlung reuzert Aufwn un Zet, lefert ennh gutes Regelungsergebns. Autnmes Fhren st möglh! ψ ) s θ x ˆ A xˆ B u C xˆ) [ ] Dsn Chsss Sfet Sstems Tehnlg Ane Engneerng 34 Xuxun Yn CTZS Jun 2 Cntnentl AG

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