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Implementierung eines Lateraldynamik-Beobachters für das NGT-Versuchsfahrwerk

Niehusen, Dennis (2018) Implementierung eines Lateraldynamik-Beobachters für das NGT-Versuchsfahrwerk. Master's, Christian Albrechts Universität zu Kiel.

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Abstract

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Beobachterentwicklung für die Lateraldynamik eines Schienenfahrzeugfahrwerkes. Das verwendete Fahrwerk entspricht dem am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelten Versuchsfahrwerks aus dem Projekt Next Generation Train (NGT). Die Konfiguration dieses Versuchsfahrwerkes als Einzelradfahrwerk ohne Drehzahlkopplung erfordert den Einsatz einer Regelung, um einen sicheren und komfortablen Betrieb auch bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Für diese Regelung werden Informationen über die aktuellen lateralen Verschiebungen der Radträger benötigt, welche auf dem Prüfstand des NGT-Versuchsfahrwerkes gemessen werden können, in der realen Anwendung jedoch nicht zur Verfügung stehen. Ein Zustandsbeobachter kann bei richtiger Auslegung aus den Messinformationen die Zustände eines Systems rekonstruiert. In dieser Arbeit wird zuerst ein Modell des NGT-Versuchsfahrwerks für die Lateraldynamik hergeleitet und dessen Beobachtbarkeit analysiert. Im Weiteren werden vier verschiedene Beobachteransätze zunächst implementiert und anschließend in Simulationen sowie anhand von Messdaten des realen Fahrwerkes untersucht und verglichen: ein Linearer Luenberger-Beobachter, ein linear-quadratischer Schätzer, ein nichtlinearer Simulator mit einer optimierten Korrektur und ein Extended Kalman-Filter. Eine Gegenüberstellung der Ergebnisse zeigt, dass für das vorhandene System das Extended Kalman-Filter der vielversprechendste Ansatz hinsichtlich Schätzgüte und Robustheit gegenüber Parameterfehlern ist.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/119045/
Document Type:Thesis (Master's)
Title:Implementierung eines Lateraldynamik-Beobachters für das NGT-Versuchsfahrwerk
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Niehusen, Dennisstu103022 (at) mail.uni-kiel.deUNSPECIFIED
Date:19 February 2018
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:75
Status:Published
Keywords:Zustandsbeobachter, NGT-Versuchsfahrwerk, Lateraldynamik
Institution:Christian Albrechts Universität zu Kiel
Department:Lehrstuhl fü�r Regelungstechnik
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Terrestrial Vehicles (old)
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Research theme (Project):V - Next Generation Train III (old)
Location: Oberpfaffenhofen
Institutes and Institutions:Institute of System Dynamics and Control > Vehicle System Dynamics
Deposited By: Schwarz, Christoph
Deposited On:19 Mar 2018 09:41
Last Modified:19 Mar 2018 09:41

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