Diendorfer, S. (2009). Robust model-based design of a cruise controller for a heavy truck [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/186107
E376 - Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik
-
Date (published):
2009
-
Number of Pages:
86
-
Keywords:
Fahrgeschwindigkeitsregelung
de
cruise controller
en
Abstract:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Fahrgeschwindigkeitsregelung für einen Lastkraftwagen. Die Reglung wird modellbasiert entworfen und deshalb wird in einem ersten Schritt ein mathematisches Modell des Antriebsstranges des Lastkraftwagens hergeleitet. Ein bereits bestehendes block-orientiertes Modell der Firma AVL List GmbH wird dabei als Referenz verwendet. Das gesamte System besteht aus dem Motor, der Kupplung, dem Getriebe und den Achsen inklusive dem Differential. Für Simulationszwecke wird das Model in Matlab\Simulink implementiert und anschließend zum Testen des Regelungskonzeptes verwendet.<br />Basierend auf dem mathematischen Model des Antriebsstranges wird ein PI-Regler im Zustandsraum mit Hilfe der Polvorgabe entwickelt. Der geschlossene Regelkreis wird schließlich in Matlab\Simulink ausführlich getestet. Hierbei stellt sich heraus, dass in bestimmten Fällen die großen Änderungen der Beladungsmasse des Lastkraftwagens zu einer schlechten Regelgüte führen. Daher wird in einem letzten Schritt ein Algorithmus für die Massenschätzung des Gesamtgewichtes des Lastkraftwagens hergeleitet.<br />Mithilfe dieser Schätzung kann eine erhebliche Verbesserung der Robustheit der gesamten Regelungsstrategie erzielt werden.
de
This diploma thesis deals with the development of a robust cruise controller for a heavy truck. Since a model-based controller design is used, a mathematical model of the power train of the truck is derived in the first step. An existing block-orientated model developed by the company AVL List GmbH is used as a reference. The overall system consists of the engine, the clutch, the gearbox and the axle including the differential. For simulation purposes, the model is implemented in Matlab\Simulink and is used for testing the controller strategy. Based on the mathematical model of the power train, a PI-state controller is developed by means of the pole-placement technique.<br />Afterwards, the closed-loop system comprising the cruise controller and the plant is simulated in Matlab\Simulink.<br />Here, it turns out that the large changes of the load mass of the truck lead to a rather bad control performance in certain cases. Thus, in the last step an algorithm for the estimation of the overall mass of the truck is derived. By means of this estimation strategy a significant improvement of the robustness of the overall control concept can be achieved.
