In der vorliegenden Arbeit werden zwei neuartige Konzepte zur Mehrgrößenregelung dynamischer Prozesse vorgestellt. Die zugrunde liegende Motivation geht aus den strukturellen Eigenschaften und Anforderungen der Leerlaufregelung für konventionelle und parallel hybridisierte Antriebsstränge hervor. Als Verbrennungskraftmaschine kommt in dieser Betrachtung ein benzindirekteinspritzender Ottomotor zum Einsatz. Die Konzepte lassen sich allerdings auch ohne Einschränkung zur Regelung eines Dieselmotors mit externer Abgasrückführung verwenden. Die Funktion der Leerlaufregelung als Bestandteil des Motormanagements wird auf dem Motorsteuergerät implementiert. Die als LQMR-Regelung bezeichnete Konzeptlösungen orientiert sich an heutigen Möglichkeiten und die andere an zukünftig verfügbaren Ressourcen der Fahrzeugsteuergeräte für das Ottomotormanagement. So wird beispielsweise den Einschränkungen durch die heute übliche Integerarithmetik der Steuergeräte Rechnung getragen. Dies gelingt durch einen Regelungsalgorithmus, der sich in Form von diskreten Funktionsblöcken implementieren lässt. Aus Sicht der Systembeschreibung werden lineare zeitinvariante dynamische Systeme betrachtet, die eine eingangsredundante Struktur besitzen. Die als FMPR bezeichnete Konzeptlösung benötigt für eine Implementierung ein Steuergerät mit leistungsfähige Recheneinheit, zwecks Durchführung einer Optimierung zur Laufzeit. Damit gelingt es, Begrenzungen auf Stell- und Regelgrößen explizit zu berücksichtigen. Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht in der nun behandelten Klasse nichtlinearer, differentiell flacher dynamischer Systeme. Auf Basis dieser Systembeschreibung wird ein modellprädiktives Regelungsverfahren entwickelt. Es nutzt die linearisierende Eigenschaft einer flachheitsbasierten Vorsteuerung, um dem nichtlinearen Prozess ein lineares Verhalten zwischen seinen Ein- und Ausgangsgrößen aufzuprägen. Das zur Laufzeit des Reglers zu minimierende Gütefunktional unterliegt damit ebenfalls einer linearen Dynamik. Die optimale Lösung in Form einer Stellgrößensequenz lässt sich dadurch mit Methoden der konvexen Optimierung effizient auffinden.


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    Titel :

    Methoden zur modellbasierten Mehrgrößenleerlaufregelung eines Hybridantriebsstrangs


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2014


    Format / Umfang :

    152 Seiten, Bilder, Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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