Motion Cueing und Motion Control für einen selbstfahrenden Fahrsimulator

Von:

Meike Ottensmeier

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Als High-Level Fahrsimulator bringt der selbstfahrende Simulator ein neues radbasiertes Bewegungssystem mit sich, welches eine freie und nahezu omnidirektionale Bewegung des Systems auf einer theoretisch unbegrenzten Fahrfläche ermöglicht. Hinsichtlich einer hoch-immersiven Simulation resultieren die wesentlichen Herausforderungen für Motion Cueing und Motion Control aus der nichtholonomen Bindung und dem transienten Einlaufverhalten der Reifen. Innerhalb des Motion Cueing zur Planung der Bewegungen werden diese Aspekte durch eine Washout-Regelung, eine Rotation und eine potentialfeldbasierte Singularitäten-Vermeidung aufgegriffen. Die Motion Control als Fahrdynamikregelung der Bewegungsplattform entspricht einer Zwei-Freiheitsgrade-Regelung. Diese besteht unter anderem aus einer Vorsteuerung, einer Control Allocation zur optimalen Kraftverteilung, einer Einzelradregelung auf Basis der exakten Eingangs-Ausgangs-Linearisierung mit erweitertem HSRI-Reifenmodell und einer Kompensationsregelung zum Ausgleich der resultierenden Beschleunigungsdifferenzen. Hinsichtlich der Fahrerwahrnehmung kann mit dieser Ansteuerung bereits eine ausreichende Genauigkeit der Beschleunigungsgenerierung erzielt werden, in Einzelfällen ist jedoch noch das resultierende Systemverhalten in die Ansteuerung mit einzubeziehen.