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Projekt
Robuste Fahrdynamikregelung für automatisierte Fahrzeuge im fahrdynamischen Grenzbereich
Fachliche Zuordnung
Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 469341384
Die Fahrdynamikregelung stellt eine zentrale Funktion automatisierter Fahrzeuge dar. Die relevanten Effekte lassen sich in Positions- und Geschwindigkeitsdynamik, sowie in Längs- und Querdynamik gliedern. Bisherige Ansätze betrachten diese weitestgehend entkoppelt oder nehmen eine implizite Entkopplung vor. Im vorliegenden Vorhaben sollen diese Aspekte explizit gemeinsam betrachtet und ein neuartiges Fahrdynamikregelsystem für automatisierte Fahrzeuge entwickelt werden. Insbesondere sollen Situationen im fahrdynamischen Grenzbereich sowie die Robustheit gegenüber Modellunsicherheiten und externen Störungen berücksichtigt werden. Das Ziel ist eine Erweiterung des Einsatzbereichs bestehender Fahrdynamikregelsysteme zur Steigerung der Fahrsicherheit und des Autonomie-Grades von automatisierten Fahrzeugen. Zu Beginn des Vorhabens soll eine Methodik zur Bewertung von Regelungssystemen in fahrdynamisch herausfordernden Situationen entwickelt werden. Auf Basis von Daten eines Versuchsfahrzeugs sollen dafür bestehende Fahrdynamikmodelle parametriert und validiert werden. Im zweiten Schritt soll ein nichtlinearer Regler entworfen werden, der die genannten Teildynamiken in einem gemeinsamen Entwurf berücksichtigt. Dieser dient als Basis für die Auslegung eines robusten modellprädiktiven Reglers mittels Tube-MPC. Das System soll, für beschränkte Unsicherheiten, die Einhaltung der vom befahrbaren Bereich (Abbildung 1) abgeleiteten Randbedingungen garantieren. Insbesondere sind geeignete Unsicherheitsmodelle zu entwickeln und eine echtzeitfähige Variante auf einem Hardware-in-the-Loop Prüfstand umzusetzen. Abschließend wird die Leistungsfähigkeit des Konzepts mit den entwickelten Bewertungsmethoden im Vergleich zu bestehenden Regelungskonzepten evaluiert.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
