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BA Jonas Maier
Bachelor-Arbeit Jonas Maier, 2021
Flachheitsbasierte Regelung einer mobilen Plattform mit Anhänger unter Berücksichtigung verschiedener Anhängepunkte
Kurzfassung
Diese Arbeit behandelt den Entwurf und die Untersuchung flachheitsbasierter Methoden zur Folgeregelung eines Fahrzeugs mit Anhänger unter Berücksichtigung variabler Anhängerbefestigungspunkte. Die nichtlinearen Modellgleichungen der Konfiguration und ein zugehöriger flacher Ausgang werden hergeleitet. Unter Einbeziehen der Konzepte der invarianten Fehlerkoordinaten sowie der Parametrierung durch einen Bahnparameter wird, auf Basis eines exakt linearisierten Systems, eine invariante Pfadfolgeregelung entworfen. Es folgt der Entwurf eines Beobachters. Die Methoden werden beide simulativ und die Regelung zusätzlich experimentell an einer mobilen Plattform validiert. Anhand einer Linearisierung um einen geraden Pfad wird die Stabilität der sich bewegenden Anordnung im offenen Wirkungsablauf analysiert. Die Folgeregelung wird im Rahmen simulativer Versuche außerdem auf ihre Robustheit hinsichtlich einer Abweichung des Anhängerbefestigungspunktes untersucht. Aus Gründen der Anschaulichkeit wird der Entwurf der regelungstechnischen Ansätze vom einfachen Beispiel des einachsigen Fahrzeugs begleitet. Die Untersuchungen zeigen insgesamt, dass die Regelung für verschiedene Befestigungspunkte funktioniert und dass es Fälle gibt, in denen der exakte Ort der Befestigung vernachlässigt werden kann.