Nichtlineare modellbasierte prädiktive Regelung zur aktiven Wankstabilisierung von Personenkraftwagen
Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit einer nichtlinearen modellbasierten prädiktiven Regelung der Wankdynamik von Personenkraftwagen. Die Wankdynamik eines PKWs beschreibt hierbei die Rotation des Fahrzeugaufbaus um die fahrzeugfeste Longitudinalachse. Wird eine aktive Wankstabilisierung (Regelung der Wankdynamik) durchgeführt, trägt dieses sowohl zur Steigerung der Sicherheit in kritischen Fahrsituationen als auch zur Erhöhung des Fahrkomforts bei. Das Wankverhalten eines PKWs kann unter anderem durch aktive Stabilisatoren und (semi-)aktive Stoßdämpfer beein-flusst werden. Der gewählte Regelungsansatz stellt eine Weiterentwicklung einer hybriden linearen modellbasierten Re-gelung dar. Die Grundlage des hybriden Ansatzes ist die Kombination einer Skyhook-Dämpfung1 der Stoßdämpfer und einer linearen modellbasierten prädiktiven Regelung der aktiven Stabilisatoren. In dieser Arbeit wird ein nichtlinearer modellbasierter prädiktiver Regelungsansatz vorgestellt, welcher Dämpferkräfte sowie Stabilisatormomente gemeinsam unter Berücksichtigung des Wankverhaltens vorgibt.
The present article deals with the nonlinear model-based predictive control of the roll dynamics of passenger cars. The rolling dynamics of a car represents the rotation of the vehicle body around its longitudinal axis. The result of an active roll stabilization (control of the roll dynamics) is on the one hand the increase of safety in critical driving situations and on the other hand the increase of driving comfort. Therefore the rolling behavior of a car can be manipulated by active stabilizers and (semi-)active shock absorbers. The chosen control approach represents a further development of a hybrid linear model-based control. The basis of the hybrid approach is the combination of Skyhook damping of shock absorbers and a linear model-based predictive control of active stabilizers. In this paper, a non-linear model-based predictive control approach is presented, which specifies the damping forces and the stabilizer torques in common.
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