ArduMower: Simulation der Kinematik eines Fahrzeugs mit drei Rädern

Aus HSHL Mechatronik
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Skizze eines 3-rädrigen Fahrzeugs mit Geschwindigkeiten, Ortsvektoren und Koordinatensystemen zur Herleitung des kinematischen Fahrzeugmodells.

Autor: Prof. Dr. Mirek Göbel

Einleitung

Dieser Artikel beschreibt den Aufbau eines Simulationsmodells für ein dreirädriges Fahrzeug, um dieses für die Entwicklung von Steuerungs- und Regelungsalgorithmen zum autonomen Fahren zu verwenden. Damit stellt es die Basis dar, um ohne Hardware die Algorithmen in einer closed-loop-Simulationsumgebung entwickeln und vor allem testen zu können. Das Vorgehen orientiert sich am V-Modell.

Anforderungen

Funktionaler Systementwurf

Funktionaler Systementwurf für die Modellierung eines 3-rädrigen Fahrzeugs mit Geschwindigkeiten, Ortsvektoren und Koordinatensystemen.

Ausblick

Was kann/muss noch verbessert werden?


Literaturverzeichnis

ID Inhalt Ersteller Datum Geprüft von Datum
1 Das Fahrzeugmodell muss die Kinematik des als starr angenommenen Fahrzeugkörpers beschreiben. Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017
2 Das Fahrverhalten muss unter der Annahme korrekt abgebildet werden, dass die Räder schlupffrei abrollen. Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017
3 Am Eingang werden die Längsgeschwindigkeiten entlang der x-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems K der Räder rechts (R) und links (L) vorgegeben. Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017
4 Am Ausgang müssen
  1. die Position und Geschwindigkeit des Mittelpunktes M und des frei definierbaren Punktes D in x- und y-Richtung des Inertialsystems I
  2. der Gierwinkel
  3. und die Gierrate

zur Verfügung stehen.

Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017
5 Das Modell muss in Matlab/Simulink erstellt werden. Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017
6 Die Rechnung des Modells erfolgt mit diskreten Zeitschritten (es sind diskrete Integratoren zu verwenden). Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017
7 Die Dokumentation muss auf Basis der Mehrkörpersystemeberechnung leicht nachvollziehbar erfolgen. Prof. Göbel 07.06.2017 Prof. Schneider 08.06.2017