Das begrenzte Integrator-Modellregler und seine Anwendung in der Fahrzeuglenksteuerung

Unerwartete Gier-Störungen, wie das Bremsen auf einseitig eisigen Straßen, Seitenwindkräfte und Reifenplatzungen, sind für den Fahrer eines Straßenfahrzeugs aufgrund seiner/ihrer großen Panikreaktionszeit, die zwischen 0,5 und 2 Sekunden liegt, sehr schwer zu handhaben. Automatische Fahrassistenzsysteme bieten während dieser Panikreaktionszeit des Fahrers gegensteuernde Gier-Momente, um die Stabilität der Gier-Dynamik des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Hier wird ein aktives Lenk-basiertes Fahrassistenzsystem vorgestellt, das die Modellreglerregelarchitektur nutzt, um in solchen Situationen die Gier-Dynamik zu stabilisieren. Der Modellregler, der eine spezielle Form einer Regelarchitektur mit zwei Freiheitsgraden darstellt, wird detailliert in einem Tutorial-Stil eingeführt und erklärt, wobei unter anderem auch seine integrale Wirkungsfähigkeit gezeigt wird. Ein Hilfslenkbetätigungssystem wird angenommen und eine begrenzte Integratorversion des modellreglerbasierten Lenkcontrollers wird entwickelt, um eine Sättigung des Hilfslenkaktors zu vermeiden. Diese Implementierung des begrenzten Integrators mit niedriger Frequenz ermöglicht es dem Fahrer auch, sich um Aufgaben der niedrigen Frequenz der Lenkung und der Störungsunterdrückung zu kümmern. Lineare Simulationsresultate werden verwendet, um die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Methode zu demonstrieren.