Zur Spurenführung auf Autobahnen wird ein Regelungssystem vorgestellt, das eine virtuelle Vorausschau ermöglicht, ohne die Vorteile direkter Systeme aufzugeben. Ein Problem der Regelung ohne Vorausschau liegt in dem Auftreten von Oszillationen bei den Ergebnissen im Bereich höherer Geschwindigkeiten. Zur Überwindung dieser Probleme wird ein optimiertes Regelungssystem einem praktischen Test unterzogen. Auf einem 12 km langen Autobahnstück in San Diego mi - und Ausfahrten sind im Abstand von 1,2 m Stabmagnete in der Spurmitte in die Straßenoberfläche eingelsssen. Die Magnete übermitteln über eine binäre Codierung Informationen über den Straßenverlauf an die Fahrzeuge. Es werden insgesamt 10 Versuchsfahrzeuge eingesetzt, die mit Magnetsensoren in beiden Stoßstangen und elektrischen Lenkaktuatoren ausgestattet sind. Zur vollständigen Automatisierung des Fahrbetriebs verfügen die Fahrzeuge über ein Radargerät zur Abstandsmessung, eine Funkverbindung zur Konvoikoordination (Fahrzeugabstand 5 m bis 6 m) und elektronische Gaspedale und Bremsen. In die Meßstrecke einbezogen ist ein Teilstück mit einer sprunghaften Änderung der Straßenkrümmung (von 0 m-1 auf 5,5x10-4 m-1). Die 10 Fahrzeuge legen insgesamt eine Strecke von 20000 km bis 25000 km im automatischen Lenkbetrieb zurück. Eine frequenzabhängige virtuelle Vorschau ermöglicht unter Einbeziehzung der Querbeschleunigungsdynamik eine Verschiebung der Nullstellen der Querdynamik in die Nähe der Pole. Dadurch wird die Robustheit der automatischen Spurführung erhöht; die Aufgabe des eigentlichen Regelers vereinfacht sich auf die Stabilisierung des doppelten Integrators des Systems. Ein Regler erster Ordnung mit Phasenvorhalt genügt diesen Anforderungen. Mit der virtuellen Vorausschau läßt sich die sichere Spurenführung von einem Geschwindigkeitsbereich von unter 100 km/h auf einen Bereich über 140 km/h ausdehnen.
Analyse und Entwurf robuster Spurführungsregelungen für Automated Highway Systems (AHS)
Analysis and design of robust lane controls for automated highway systems
1998
8 Seiten, 8 Bilder, 18 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
PARADISE - Eine Matlab-Toolbox für Entwurf und Analyse robuster Regelungen
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