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Steer-by-Wire Lenkung: Algorithmen, Aktuatorik undRapid-Control-PrototypingNaim Bajcinca Markus Hauschild†Lutz Bose‡Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.Institut für Robotik und Mechatronik82234 Weßling, OberpfaffenhofenZusammenfassungFür die Erhöhung von Fahrsicherheit, Komfort und Wirtschaftlichkeit werden in Straßenfahrzeugenzunehmend mechanische und hydraulische durch entsprechende mechatronische Komponenten und Baugruppen ersetzt. Zu den gegenwärtigen Entwicklungszielen der Fahrzeugindustrie gehört beispielsweisedas Ersetzen der mechanischen Verbindung zwischen Lenkrad und Vorderrädern durch vernetzte mechatronische Komponenten. Eine derartige Lenkungstechnologie wird als Steer-by-Wire (SbW) bezeichnet.Auf dem Weg dorthin sind jedoch noch eine Reihe von komplexen Aufgaben bezüglich Aktuatorik, Sensorik, Fehlertoleranz und Regelung zu lösen.Die Regelungsaufgaben bei einer Steer-by-Wire-Lenkung können in zwei unterschiedlichen Ebenendefiniert werden. Während die Aufgaben in der Aktuatorikebene beinhalten das Führungsverhalten mitReib- und Störkompensation, die Aufgabe in der Funktionsebene ist das Erreichen einer definierten WunschLenkreaktion des Fahrzeugs und eines Wunschgefühls des Fahrers unter Berücksichtigung der Unsicherheiten der Fahrer- und Fahrzeugdynamik.In dem vorliegenden Beitrag werden Komponenten und Algorithmen eines Steer-by-Wire-Prüfstandesvorgestellt. Im Wesentlichen beinhaltet dies die Interaktion eines Force-Feedback- und eines Radstellaktuators mit dem Menschen (Fahrer) und einem in Echtzeit simulierten Fahrzeugdynamikmodell. Die dazuverwendete Aktuatorik und Sensorik stellt eine neuartige Technologie dar, die ursprünglich in der Robotikangewandt wurde. Der Steer-by-Wire-Prüstand wird in der Rapid-Control-Prototyping Entwurfsphase derSteer-by-Wire Systeme verwendet um mechatronische Komponenten und regelungstechnische Algorithmen wirklichkeitsnah zu entwickeln und zu erproben.1EinführungHeutige Kraftfahrzeuge werden je nach Leistungsbedarf mit hydraulischer, elektro-hydraulischer oder elektrischer Lenkunterstützung ausgerüstet. Unabhängig von der Art der Lenkunterstützung besitzen diese Systemeüber die Lenksäule eine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Spurstange, so dass auch bei Ausfallder Servounterstützung weiterhin die mechanische Kopplung erhalten bleibt, [11]. Verzichtet man nun aufdiese mechanische Rückfallebene, so gewinnt man konstruktive Freiheitsgrade: (1) Platzersparnis und Aufhebung konstruktiver Restriktionen im Bereich des Motorraums, (2) Vereinfachung der Konstruktion für Rechts/Linkslenker-Ausstattung, (3) keine Intrusion der Lenksäule und des Lenkrades im Crash-Fall, (4) Gewichtsreduktion, (5) Kostenreduktion, usw. Um das Potenzial von SbW vollständig auszuschöpfen, können, daraufaufbauend, weitere Funktionen hinzugefügt werden: (6) eine variable Lenkübersetzung (beispielsweise angepasst an Fahrgeschwindigkeit und Lenkradwinkel), (7) die Verbesserung des Ansprechverhaltens durch Vorhaltelenkung, (8) die Implementierung von Fahrdynamikregelungssystemen (z. B. für Schleuder- und Kippvermeidung) durch Rückführung dynamischer Zustände auf den Vorderradlenkwinkel sowie (9) die Ausnutzung der haptischen Schnittstelle, um zusätzliche Informationen, beispielsweise über fahrdynamisch kritische E-Mail [email protected], Telefon (0 81 53) 28-24 53E-Mail [email protected], Telefon (0 81 53) 28-29 12‡E-Mail [email protected], Telefon (0 81 53) 28-18 33†
Zustände, dem Fahrer zugänglich zu machen. In Abb. 1 werden Systemkomponenten eines SbW-Systemsgezeigt. Der Fahrzeugführer kann mit dem Lenkrad ein gewünschtes Lenkmanöver einleiten, indem er einDrehmoment auf das Lenkrad aufbringt. Diesem entgegen wirkt das vom Force-Feedback-Aktuator erzeugteRückstellmoment. Die Aufgabe des Force-Feedback-Aktuators besteht zunächst darin, dem Fahrzeugführerdas gleiche Fahr- bzw. Lenkgefühl zu vermitteln, wie er es beim Steuern eines Fahrzeugs mit herkömmlicherLenkung und Servounterstützung gewohnt ist. Die Rückstellkraft vermittelt dem Fahrer ein Gefühl für denFahrzustand seines Autos bezüglich Geschwindigkeit, Ansprechen der Lenkung sowie Straßenzustand bzw.Griffigkeit der Fahrbahn. Bedingt durch die Achsgeometrie erzeugen die Räder beispielsweise bei KurvenfahrtRückstellkräfte, die am Lenkrad spürbar sein müssen. Der heutige Fahrer ist diese Rückmeldungen gewohntund kann nicht ohne weiteres auf sie verzichten.Ein SbW-System kann als ein klassisches Master-Slave-System aufgefasst werden. Der Fahrer entsprichtdabei dem Operator, das Fahrzeug und die Fahrbahn der Umgebung, der Force-Feedback-Aktuator dem Master und schließlich der Lenkaktuator dem Slave. Regelungstechnisch betrachtet beinhaltet ein SbW-Systemzwei innere Regelkreise: einen Momentenregelkreis für den Force-Feedback-Aktuator und einen Momentenoder Positionsregelkreis für den Lenkaktuator. Um die notwendige Lenkdynamik zu erzielen sind beide Regelkreise über den SbW-Regler miteinander gekoppelt.Abbildung 1: Die Steer-by-Wire Wechselwirkung2Der Steer-by-Wire PrüfstandIn diesem Abschnitt wird das Steer-by-Wire Gesamtsystem bestehend aus Lenkradaktuator (Master) und Radstellaktuator (Slave), sowie einer Simulations- und Visualisierungsumegebung vorgestellt, siehe Abb. 2, [8].Der Prüfstand wird zur realitätsnahen Simulation von Steer-by-Wire Systemen verwendet. Das System wirdmittels xPC-Echtzeithard- und Software betrieben und ist an eine Virtual Reality Umgebung angebunden, umin Echtzeit simulierten fahrdynamischen Situationen auch visuell darstellen zu können. Im Wesentlichen wird
er für die Rapid-Control-Prototyping Entwurfsphase der Steer-by-Wire Systeme verwendet. Dies beinhaltet inerster Linie die Untersuchung und Entwicklung der mechatronischen Aktuator-Komponenten (Hardware undModellbildung) und regelungstechnischen Algorithmen.Abbildung 2: Der Steer-by-Wire Prüfstand2.1Der LenkradaktuatorZur Validierung der theoretisch und simulativ erlangten Ergebnisse wird der in Abb. 3 KraftrückkopplungsPrüfstand verwendet. Hauptbestandteil des Lenkradaktuators ist ein Harmonic Drive FHA Hohlwellenantrieb,der aus einem Sinus-kommutierten AC-Servo-Motor mit eingebautem Inkremental-Encoder und einem Harmonic Drive Getriebe besteht.Die Bauteile eines Harmonic-Drive Getriebe sind in Abb. 4 gezeigt. Die Zähne des elastischen Flexspline und des steifen Circular Spline sind in permanentem Eingriff. Da das Flexspline zwei Zähne weniger alsdas Circular Spline hat, verursacht eine Umdrehung am Getriebeeingang (Wave Generator) eine Relativbewegung um zwei Zähne zwischen Flexspline und Circular Spline. Bei fixiertem Circular Spline dreht sichdas Flexspline in die dem Getriebeeingang entgegengesetzte Drehrichtung. Diese Relativbewegung wird beiBetrachtung von einem Einzelzahn des Flexspline während einer halben Getriebeeingangsumdrehung wie inAbb. 5 verständlich: Der Zahn ist in vollem Eingriff, wenn die Hauptachse des Wave Generators bei einemWinkel von 0 steht. Nach Drehung der Hauptachse des Wave Generators um 90 ist dieser Zahn nicht mehrim Eingriff. Voller Eingriff des benachbarten Circular Spline Zahns erfolgt erst nach einer Drehung der Hauptachse um insgesamt 180 . Bei einer vollen Umdrehung entsteht somit eine Relativbewegung um insgesamtzwei Zähne.Das Lenkrad ist direkt am Getriebeausgang montiert. Durch die einstufige Getriebeuntersetzung kannsomit eine kompakte Einheit entwickelt werden, welche dennoch die erforderlichen Lenkradmomente bereitstellen kann. Wesentlicher Vorteil des Kraftrückkopplungssystems ist, daß das Harmonic Drive Getriebefast spielfrei und zudem auch rücktreibbar ist, was beispielsweise beim Ausfall des Lenkradantriebs dennoch
Abbildung 3: Der Lenkradaktuator im CAD ModellAbbildung 4: Die Hauptbestandteile des Harmonic Drive Getriebes im ÜberblickLenkbewegungen erlauben würde. Verschiedene Effekte wie Reibung, Motorträgheit oder der für HarmonicDrive Getriebe typische Getrieberipple müssen allerdings regelungstechnisch kompensiert werden, um einLenkgefühl, vergleichbar mit dem derzeitiger Lenkmechanismen, erreichen zu können.Abbildung 5: Funktionsprinzip des Harmonic Drive GetriebesDie Funktionsweise des eingesetzten Drehmomentsensor basiert dabei auf Dehnmeßstreifen. Somit wirdprinzipbedingt eine weitere Elastizität in das mechanische System eingeführt, welche für ungefähr ein Drittel der Gesamtgetriebeelastizität verantwortlich ist, [12]. Der Einsatz von zwei unabhängigen Meßbrückenermöglicht Redundanz und erlaubt eine Kompensation von Temperaturschwankungen und anderen Störungen.2.2Der RadstellaktuatorDer Lenkaktuatorprüfstand, wie in Abb.6 gezeigt, besteht aus der am DLR entwickelten Planeten-WälzGewindespindel (PWG), [14], die durch einem BLDC-Servo-Motor mit angekoppeltem Inkrementalgeber
angetrieben wird, einem inkrementellen Längenmeßsensor, Kraftsensor und den Linearführungselementen.Als Last zur Simulation von an den Rädern wirkenden Kräften dient ein Hydraulikzylinder, welcher Kräftemit sehr hoher Bandbreite erzeugen kann. Vergleichbar mit einer Spurstange sollen mit dem Spindelaktuatordie Lenkwinkel der Räder eingestellt werden.Abbildung 6: Der Radstellaktuator im CAD ModellDie PWG ist ein Reibungsgetriebe, das für die Umsetzung der rotatorischen auf translatorische Bewegungen genutzt wird. Es unterscheidet sich von anderen Vorschubgetrieben dadurch, daß die PWG grundsätzlichmit beliebig niedrigen Gesamtsteigungen ausgeführt werden kann. Somit kann eine hohe Antriebsdrehgeschwindigkeit mit niedrigem Moment auf langsame Vorschubbewegungen mit hoher Kraft umgesetzt werden.Die PWG besteht, wie in Abb.7 gezeigt, aus drei Elementen. Die Planeten wälzen auf der Spindelmutter abund verursachen dabei den Vorschub des Getriebes. Die Wälzplaneten übertragen dabei Kräfte in axialer Richtung. Wesentliche Merkmale der PWG sind ihr geringer Bauraumbedarf, einfacher mechanischer Aufbau undihre hohe Laufruhe bei hohem Wirkungsgrad. Ebenfalls charakteristisch für die PWG ist eine mögliche Abweichung der Systemsteigung von der nominellen Systemsteigung. Diese Abweichungen sind, wie bei jedemReibgetriebe, dadurch zu erklären, daß höhere Übertragunsleistungen mit höherem Schlupf einhergehen.Abbildung 7: Die Bestandteile der PWG-SpindelDie Umsetzungsformel der rotatorischen auf die translatorische Bewegung eines idealen PWG-Getriebeist in [7] hergeleitet worden. Dort wird anhand von der Bedingung der kontinuierlichen Berührung zwischender Planeten und der Spindelstange gezeigt, dass sowohl für die muttergetriebene als auch für die spindelge-
triebene PWG giltvA ωA rS tan β δ.(1)Dabei ist vA die translatorische Vorschunbsgeschwindigkeit, ωA die Antriebsdrehzahl, β die Öffnung einesGewindes der Spindelstange und δ der charakteristische Winkel eines Kontaktpunktes zwischen dem Planetenund der Spindelstange. Das wesentliche Merkmal dieser Formel ist die proportionale Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit vA von δ. Der Winkel δ wird durch die Geometrie der PWG-Körper bestimmt und kanneinen sehr kleinen Wert annehmen so dass eine extrem niedrige kinematische v/ω Übersetzung möglich ist.3RegelungsaufgabenDie Regelungsaufgaben des SbW-Systems können in zwei Ebenen definiert werden: in der Aktuatorikebenehandelt es sich um Folgeverhalten unter Reib- und Störkompensation und in der Funktionsebene um die Transparenz einer gewünschten Referenzkopplung zwischen dem Fahrer und dem Fahrzeug. In den beiden Ebenenmüssen Robustheitsbedingungen bezüglich a) variierender bzw. unsicherer biomechanischer Dynamik derFahrerhand (Fahrer-Impedanz) und b) unsicherer Dynamik des Fahrzeugs und des Reifen/Fahrbahn-Kontakts(Fahrzeug-Impedanz) berücksichtigt werden. Der Fahrer hält das Lenkrad lose oder fest und kann deswegen als variierende bzw. unsichere Impedanz aufgefasst werden. Die Fahrdynamik und damit die FahrzeugImpedanz hängt wesentlich vom Fahrzeugtyp, von der Fahrgeschwindigkeit, der Beladung und vom Straßenzustand ab. Hieraus und aus der Unterdrückung von Störgrößeneinflüssen und Messrauschen sowie aus derBerücksichtigung der bei der Modellierung vernachlässigten Dynamik ergeben sich die wesentlichen Robustheitsanforderungen für SbW.Abbildung 8: Force-Feedback in einem Steer-by-Wire Fahrzeug3.1Mensch-Maschine InteraktionZiel ist es eine Momentenregelung zu realisieren, die sich gegenüber Unsicherheiten, hier im Speziellen gegenüber dem unvorhersehbaren Fahrerverhalten, robust und stabil verhält: Je nachdem, wie fest der Fahrerdas Lenkrad hält, kann dieser durch eine große oder geringe Steifigkeit modelliert werden. Ferner kann derFahrer ein Lenkmanöver einleiten, indem er aktiv ein Moment auf das Lenkrad aufbringt. Dieses wirkt alsStörung auf den Momentenregelkreis. Es wird gezeigt, dass höhere Fahrersteifigkeiten die Kreisverstärkungdes Kraftrückkopplungskreises erhöhen und damit einen destabilisierenden Effekt auf diesen Kreis ausüben,Abb. 5.Die Wechselwirkung des Fahrers mit einem Steer-by-Wire-Fahrzeug kann grundsätzlich auf zwei verschiedenen Weisen realisiert werden, [5]. Bei einer Admitanz-Struktur des SbW Reglers, bei der das Drehmoment des Fahrers den Eingang darstellt, (2), wird dem Fahrer die Kraftrückkopplung durch eine direkteForce-Feedback Regelung vermittelt. Im Gegensatz dazu wird bei einer Impedanz-Struktur des Reglers, beider der Lenkradwinkel den Eingang darstellt, die Wechselwirkung indirekt durch eine Positionsregelung realisiert. Während theoretisch die beiden Strukturen äquivalent sind, wird dennoch in diesem Aufsatz die direkteKraftrückkopplung bevorzugt.
In Abb. 8 wird ein grobes Interaktionsschema zwischen dem Fahrer und dem Force-Feedback Aktuatordargestellt. Dabei stellt Th die am Armmuskel des Fahrers wirkende Kraft, τm das vom SbW-Regler berechnete Rückkopplungsdrehmoment und δh den Lenkradwinkel dar. Dies wird in einer detaillierten Form in Abb. 9gezeigt. Man beachte, dass die Fahrer- und Drehmomentregelkreise durch gegenseitige Stör-Komponentengekoppelt sind. Beispielsweise erläutert Abb. 10 die durch den Lenkradwinkel δh störende Wirkung der Armdynamik auf den Drehmomentregelkreis. Dabei beschreibt der Block Fixed Force-Feedback Actuator die Situation des festgehaltenen Lenkrades (unendliche FeedbackActuatorControllerτF τSteeringWheelInertiaδhAbbildung 9: Die Kopplung des Fahrer- und DrehmomentreglekreisesδhZgτmτF τFixed ForceFeedbackActuatorControllerAbbildung 10: DrehmomentregelkreisDer Einfluss der Fahrersteifigkeit auf den Drehmomentregelkreis wird physikalisch in Abb. 11 aufgeführt.Bezogen auf das Drehmoment am Wave-Generator sind das Getriebe und die Fahrersteifigkeit in Serie geschaltet, Abb. 11. Dadurch, dass die Fahrersteifigkeit viel kleiner als die Getriebesteifigkeit ist, spielt sie diewesentliche Rolle.τWcGcDJLAbbildung 11: Getriebe- und Fahrersteifigkeit bezogen auf das MotormomentUmgekehrt, zeigt Abb. 12 den Einfluss des Drehmomentregelkreises auf den Fahrer-Aktuator-Regelkreis.Dabei wird angenommen, dass das kommandierte Drehmoment Null ist. Sinf stellt die Sensivitätsfunktion desDrehmomentregelkreises mit dem festgehaltenen Lenkrad dar. Es gibt zwei Hauptgründe für die Untersuchungdieses Regelkreises: (a) die Robustheit gegenüber der unsicheren Fahrerimpedanz Zd , und (b) Anpassungdes Fahrgefühls. Dies sind zusätzliche Anforderungen für den Entwurf des Kraftrückkopplung-Regelkreises.Deshalb muss sie so angepasst werden, dass Robustheit- und Fahrgefühlanforderungen gleichzeitig getroffenwerden. Diesbezüglich wurden mehrere Methoden erfolgreich eingesetzt: Disturbance-Observer, [3], ActiveObserver, [4], und Sliding-Mode, [13].
τdYLδhSinf ZfZdAbbildung 12: Fahrer-Aktuator-Regelkreis3.2FunktionsebeneNeben den Stabilitäts- und Robustheitsanforderungen muss der SbW-Regler dem Fahrer über ein kraftreflektierendes Lenkrad ein adäquates Lenkgefühl und dem Fahrzeug eine adäquate Lenkreaktion vermitteln, so dassÜbereinstimmung zu einer konventionellen Lenkung erreicht wird. Das konventionelle Lenksystem, das hierals Referenzkopplung für SbW vorgesehen ist, kann entweder eine manuelle Lenkung ohne Lenkunterstützungsein, eine hydraulische Servo-Lenkung (HPS) oder eine elektromechanische Servo-Lenkung (EPS). Prinzipiellverschiedene Qualitäten des dynamischen wechselseitigen Übertragungsverhaltens zwischen dem Fahrer undFahrzeug können realisiert werden durch a) bidirektionale Positionsrückführung (Admittanzdarstellung), b)bidirektionale Kraftrückführung (Impedanzdarstellung), und c) bidirektionale Positions- und Kraftrückführung(Hybriddarstellung). Bei den SbW-Systemen muss auf die konservative Entwurfsmethodik in der Telerobotik, die auf der Passivitätstheorie beruht, aus zwei Gründen verzichtet werden: (1) die Umgebung, d. h. dieFahrzeugimpedanz ist aufgrund der kinetischen Energie nicht, wie in der Regel angenommen, passiv, [3], und(2) die Fahrdynamik kann als nicht beliebig angenommen werden. Die hier verwendete Methodik bestehtaus einem Model-Matching-Entwurfsschritt und einer Analyse im Parameterraum der relevanten unsicherenphysikalischen Parameter. Es kann dadurch beispielsweise gezeigt werden, dass Fahrersteifigkeit in der Funktionsebene einen stabilisierenden Effekt hat, siehe Abb. 14.3.3ReferenzkopplungDer erste Schritt beim Entwurf eines Steer-by-Wire Systems ist es, ein Referenzverhalten festzulegen, d.h.zu bestimmen, wie die Lenkung sich anfühlen soll, bzw. wie das Fahrzeug auf einen Lenkeingriff reagierensoll, [5]. Dabei ist es naheliegend, zunächst eine konventionelle Lenkung mittels Steer-by-Wire nachzubilden,Abb. 13.Abbildung 13: Dynamik der LenksystemeZur Erhöhung des Komforts sind derzeitige Lenkungsysteme in der Regel mit einer Kraftunterstützung,fA (sog. boost curve) ausgestattet. Zusätzlich wird neuerdings zur Verbesserung der Fahrdynamik ein Zusatzlenkwinkel, xA , eingebracht.
Die lineare Dynamik in Abb. 13 kann mittels einer Admitanz Struktur, y11 y12Thδ̇h ,y21 y22Frẋr(2)oder durch eine äquivalente Hybrid- bzw. Impedanzdarstellung beschrieben werden. Dadurch, dass die Lenksäulendynamik in dem linearen Anteil des Lenkungsystems in Abb. 13 enthalten ist, ist es offensichtlich, dass, umdie Gesamtdynamik der Referenzkopplung genau nachzubilden, es notwendig ist, die Lenksäulendynamikmittels einer geeigneten Steer-by-Wire Aktuatorik zu reproduzieren.3.4Die ReglerstrukturGrundsätzlich gibt es vier verschiedene Regelungsstrukturen, [5], welche auf Steer-by-Wire angewendet werden können. Abhängig davon welche Variablen zurückgeführt werden, kann man zwischen Admitanz-, Hybridund Impedanzregelung unterscheiden. Bei einer Admitanzdarstellung (2), werden die Lenkradwinkel-Stellgeschwindigkeit, δ̇h , und die Spurstangen-Stellgeschwindigkeit, ẋr , zurückgeführt. Die Regelerstruktur indiesem Fall ist 0τmδ̇h.(3) CyfAfsẋrBei der Hybriddarstellung wird die Spurstangenkraft, Fr anstelle der Spurstangen-Stellgeschwindigkeit, ẋr ,zurückgeführt. Dies ergibt folgende Reglerstruktur 0τmδ̇h.(4) ChẋAẋsFrDer offene Regelkreis eines Steer-by-Wire Systems in der Admitanzdarstellung kann mit der folgendenGleichung beschrieben werden,va Y (ra A1 τ1 ) ,(5)wobei,Y yh 00 yrva δ̇hẋr , A1 αh 00 αr . τmfs(6)und , ra ThFr , τ1 ,(7)Dabei sind die Aktuatorik, Sensorik und Regelung in den Komponenten αh und αr , sowie yh und yr enthalten.Wird nun dieser Kreis durch (3) geschlossen, so ergibt sichva Y (ra A1 Cy va ) ,(8)deren Lösungva (I Y A1 Cy ) 1 Y ra(9)ist.Die Regelungsaufgabe besteht nun darin den Regler Cy so zu entwerfen, dass das Übertragungsverhaltenra va mit der Referenzkopplung, (2), möglichst nah übereinstimmt. Dieses Problem wurde in [5] durchH -Optimierung und in [6] durch aktive Beobachter gelöst.3.5RobustheitsanalyseIn Abb. 14 werden die Stabilitätsgrenzen des SbW-Systems im Parameterraum der Fahrersteifigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit und des Kraftschlusses gezeigt. Es wird hier erläutert, dass im Gegensatz zum destabilisierenden Effekt in der Aktuatorebene, steigende Fahrersteifigkeit in der Funktionsebene stabilisierend wirkt.Man beachte, dass dabei für die Berechnung der Fahrzeugimpedanz das Einspurmodell verwendet wurde.
Abbildung 14: Stabilitätsgrenzen im Parameterraum der Fahrersteifigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit unddes KraftschlussesLiteratur[1] BAJCINCA,N. Systematischer regelungstechnischer Entwurf für Steer-by-Wire Haus der Technik, PKWLenksysteme-Vorbereitung auf die Technik von morgen, 2003 Essen.[2] BAJCINCA,N. Regelung und Aktuatorik von Steer-by-Wire Systemen IIR Innovationen bei Lenksystemen, Nürtingen, 2003.[3] BAJCINCA,N;H AUSCHILD,M;C ORTESAO,R; Robust Torque Control for Steer-by-Wire Vehicles ICAR2003, Coimbra, Portugal.[4] BAJCINCA,N;C ORTESAO,R;H AUSCHILD,M; Haptic Control for Steer-by-Wire Systems IROS 2003, LasVegas, USA.[5] BAJCINCA,N;C ORTESAO,R;H AUSCHILD,M; Robust Control for Steeer-by-Wire Vehicles Special Issueof Autonomous Robots Journal, 2004.[6] C ORTESAO,R;BAJCINCA,N; Model-Matching Control for Steer-by-Wire Vehicles with Under-ActuatedStructure Sub. IROS 2004, Sendai, Japan.[7] BAJCINCA,N; Regelungstechnische Modellierung eines Aktuators mit Planeten-Wälz-GewindespinmdelGetriebe DLR Internal Report, 1999.[8] BAJCINCA,N; A Driving Simulator for Steer-by-Wire Control Design International Automotive Conference, 2002 Stuttgart.[9] H U,Z;S ALCUDEAN,S;L OEWEN,P; Optimization-based teleoperation controller design in Proc. 13th IFACWorld Congress, (San Francisco), S. 405-410, 1996.[10] D OYLE,J.C.;F RANCIS,B.A.;TANNENBAUM,A.R.; Feedback control theory New York: MacMillan Publishing Company, 1992.[11] H EITZER,D.; Entwicklung eines fehlertolerantes Steer-by-Wire Lenksystems Haus der Technik, PKWLenksysteme- Vorbereitung auf die Technik von morgen, 2003, Essen[12] H AUSCHILD,M.; Torque Control of Harmonic-Drive Gears using the DLR Torque Sensor DiplomaThesis, FH München, 2002.
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Abbildung 8: Force-Feedback in einem Steer-by-Wire Fahrzeug 3.1 Mensch-Maschine Interaktion Ziel ist es eine Momentenregelung zu realisieren, die sich gegenuber Unsicherheiten, hier im Speziellen ge- genuber dem unvorhersehbaren Fahrerverhalten, robu
