Entwurf einer modellbasierten Steuerung zur hochgradig spurtreuen Führung n-gliedriger, mehrachsgelenkter Fahrzeuge

Dieser Beitrag beschreibt den Entwurf eines neuartigen Steuerungssystems, mit dem sich mehrachsgelenkte Gelekfahrzeuge hochgradig spurtreu entlang eines vorgegebenen Sollwegs führen lassen. Das modellbasierte Steuerungssystem besteht aus einer Vorsteuerung und einer zusätzlichen Rückführregelung. In der nichtlinearen Vorsteuerung werden die Lenkwinkel berechnet, durch die jede Lenkachse theoretisch exakt auf dem Sollweg geführt wird. Folglich kompensiert der Rückführregler hauptsächlich Modellunbestimmtheiten und Störungen. Das Konzept der Steuerung wird anschließend auf einen halbautomatischen Betriebsmodus erweitert. Dabei lenkt ein Fahrer ein konventionelles, einachsgelenktes Zugfahrzeug, währed die Anhängerachsen automatisch dem von der Zugfahrzeughinterachse beschriebenen Weg spurtreu folgen.

Within this article a novel two DOF control system for train-like guidance of general multiple articulated vehicles with all wheel steering is presented. The model based control scheme consists of a feed forward and a feedback part designed separately. Within the nonlinear feed forward part the steering angles are calculated that theoretically cause every single axle to follow a desired path exactly. Thus in the nonlinear feedback part only model uncertainties and disturbances have to be compensated. Finally the control scheme is adapted to a semi automatic mode, where a driver steers the tractor conventionally while all trailer axles follow the path of the tractors rear axle.