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Advanced Controller Development Based on eFMI with Applications to Automotive Vertical Dynamics Control

Ultsch, Johannes und Ruggaber, Julian und Pfeiffer, Andreas und Schreppel, Christina und Tobolar, Jakub und Brembeck, Jonathan und Baumgartner, Daniel (2021) Advanced Controller Development Based on eFMI with Applications to Automotive Vertical Dynamics Control. Actuators, 10 (11), Seite 301. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/act10110301. ISSN 2076-0825.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2076-0825/10/11/301

Kurzfassung

High-level modeling languages facilitate system modeling and the development of control systems. This is mainly achieved by the automated handling of differential algebraic equations which describe the dynamics of the modeled systems across different physical domains. A wide selection of model libraries provides additional support to the modeling process. Nevertheless, deployment on embedded targets poses a challenge and usually requires manual modification and reimplementation of the control system. The novel proposed eFMI Standard (Functional Mock-up Interface for embedded systems) introduces a workflow and an automated toolchain to simplify the deployment of model-based control systems on embedded targets. This contribution describes the application and verification of the eFMI workflow using a vertical dynamics control problem with an automotive application as an example. The workflow is exemplified by a control system design process which is supported by the a-causal, multi-physical, high-level modeling language Modelica. In this process, the eFMI toolchain is applied to a model-based controller for semi-active dampers and demonstrated using an eFMI-based nonlinear prediction model within a nonlinear Kalman filter. The generated code was successfully tested in different validation steps on the dedicated embedded system. Additionally, tests with a low-volume production electronic control unit (ECU) in a series-produced car demonstrated the correct execution of the controller code under real-world conditions. The novelty of our approach is that it automatically derives an embedded software solution from a high-level multi-physical model with standardized eFMI methodology and tooling. We present one of the first full application scenarios (covering all aspects ranging from multi-physical modeling up to embedded target deployment) of the new eFMI tooling.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145818/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Advanced Controller Development Based on eFMI with Applications to Automotive Vertical Dynamics Control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ultsch, JohannesJohannes.Ultsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6483-8468NICHT SPEZIFIZIERT
Ruggaber, JulianJulian.Ruggaber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4300-9104NICHT SPEZIFIZIERT
Pfeiffer, AndreasAndreas.Pfeiffer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schreppel, ChristinaChristina.Schreppel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tobolar, JakubJakub.Tobolar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4888-4664NICHT SPEZIFIZIERT
Brembeck, Jonathanjonathan.brembeck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7671-5251NICHT SPEZIFIZIERT
Baumgartner, DanielDaniel.Baumgartner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 November 2021
Erschienen in:Actuators
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.3390/act10110301
Seitenbereich:Seite 301
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Special Issue Vehicle Modeling and Control
ISSN:2076-0825
Status:veröffentlicht
Stichwörter:eFMI; vertical dynamics control; nonlinear Kalman filter; embedded software; codegeneration; Modelica; model-based development; state estimatio
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - NGC KoFiF (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Fahrzeug-Systemdynamik
Hinterlegt von: Ultsch, Johannes
Hinterlegt am:08 Dez 2021 11:23
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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