2 Freiheitsgrade Linear Quadratisch Gaußsche Positionsregelung (2DOF LQG Regelung) des Vorderachsaktuators eines Steer-by-Wire Lenksystems
Die Steer-by-Wire Lenkung (SbW) ist eine Schlüsseltechnologie für hochautomatisiertes Fahren. Für die automatisierte Fahrzeugquerführung ist eine präzise Positionsregelung des SbW Vorderachsaktuators wesentliche Voraussetzung. Hierbei sind hohe Anforderungen an die Dynamik und stationäre Genauigkeit der Regelung zu erfüllen, welche eine aktive Kompensation nichtlinearer Reibung sowie externer Störkräfte erfordern. Für die Erfüllung dieser Anforderungen wurde eine Zwei-Freiheitsgrade Linear Quadratisch Gaußsche Positionsregelung (2DOF LQG Regelung) entwickelt. Diese ermöglicht es, die Dynamik des Führungsverhaltens und des Störverhaltens unabhängig voneinander zu gestalten, indem eine Dynamische Vorsteuerung in Form eines virtuellen Regelkreises mit einer beobachterbasierten optimalen Zustandsregelung kombiniert wird. Sie vereint hierdurch die Vorzüge einer Steuerung mit denen einer Regelung. Durch die Einbindung aller Systemzustände in die Regelungsaufgabe wird weiterhin eine gezielte Gestaltung der gesamten Systemdynamik erreicht. Die so entworfene Regelung hat in realen Fahrversuchen eine hohe Regelgüte erzielt.