Diese Dissertation befasst sich hauptsächlich mit der Regelung von Fahrzeuggruppen in der Ebene. Dabei wird die Methode der energiebasierten Regelung erforscht, welche eine komplexe differentialgeometrische nichtlineare Regelstrategie darstellt. Der Untersuchung im Rahmen dieser Arbeit liegen vier Fahrzeugmodelle zugrunde, welche sowohl für Entwurfs- als auch für Validierungszwecke eingesetzt werden. Zum einen sind Hauptziele aus praktischer Sicht die Optimierung der Ausnutzung des Straßennetzes durch Kolonnenbildung im Automotive-Bereich und die Koordinierung mehrerer Einheiten im Robotik-Bereich. Zum anderen wird aus theoretischer Sicht auf mathematisch-technische Fragestellungen im Bereich der differentialgeometrischen energiebasierten Regelungstechnik eingegangen. Ziel des Systems ist es, die elektronische Kopplung der Fahrzeuge so zu gestalten, dass deren Abstände zueinander möglichst konstant auf einem vorgegebenen Sollwert bleiben. Im Rahmen dieser Arbeit kommen vier mechanische Fahrzeugmodelle zur Anwendung, von denen zwei mit energiebasierten Methoden geregelt werden, während die anderen zum Zweck der Validierung verwendet werden. Grundlegende Idee dabei ist, die anhand vereinfachter Modelle entworfenen Regler mit komplexeren Modellen zu testen. Das erste Modell betrachtet deshalb die Fahrzeuge als einfache Massenpunkte in der Ebene. Das zweite Modell verbessert die Beschreibung des Fahrzeugverhaltens durch die Berücksichtigung nichtholonomer Bedingungen, welche durch Beschränkungen in den Geschwindigkeitsvektoren das Wesentliche der Dynamik abbilden und gleichzeitig die Komplexität der nichtlinearen Zusammenhänge begrenzen. Das stimmt mit der regelungstechnischen Überlegung überein, dass Modelle simpel gehalten werden müssen, damit die modellbasierte (u.a. energiebasierte) Regelung praktikabel ist, und nicht aufgrund von zu komplexen Zusammenhängen nicht realisierbar wird. Das dritte Modell, welches zur Validierung und Prüfung des Systems auf Robustheit verwendet wird, ist das bekannte dynamische Einspurmodell, welches im Gegensatz zum nichtholonomen Fall die Reifeneigenschaften berücksichtigt. In diesem Zusammenhang wird die Regelungsstrategie auch anhand von komplexeren softwaregestützten Fahrzeugmodellen (viertes Fahrzeugmodell) getestet. Diese bilden z.B. auch das Wanken und Kippen als Freiheitsgrade ab.


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    Titel :

    Energiebasierte Regelung von Fahrzeugkolonnen in der Ebene




    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    180 Seiten, 50 Bilder, 1 Tabelle, 90 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch