Entwicklung und Implementierung eines Regelungskonzepts zur kombinierten Längs- und Querregelung eines autonomen Rennfahrzeugs im fahrdynamischen Grenzbereich

Institut
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik
Typ
Masterarbeit /
Inhalt
experimentell / theoretisch /  
Beschreibung

Im Rahmen des TUM Roborace-Projekts entwickeln der Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik und der Lehrstuhl für Regelungstechnik zusammen Software für ein autonomes Rennfahrzeug, welches an der weltweit ersten Rennserie für autonome Fahrzeuge teilnimmt. Im Fokus stehen das Zeitfahren gegen menschliche Rennfahrer und das direkte Antreten gegen die Software anderer Teams. Diese Abschlussarbeit soll zur Entwicklung einer leistungsfähigen Software beitragen.

Im Motorsport bewegt der Rennfahrer das Fahrzeug im Optimalfall kontinuierlich am fahrdynamischen Limit. Dabei überschreitet er dieses Limit und damit die maximal übertragbaren Reifenkräfte regelmäßig, was zu einer Destabilisierung des Fahrzeugs führen kann. Der Rennfahrer ist in der Lage, das Fahrzeug in solchen Situationen mit einer entsprechenden Reaktion zu stabilisieren und auf der gewünschten Rennlinie zu halten. Diese Reaktionen bestehen aus gezielten, kombinierten Eingriffen in die Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs. Für den Einsatz eines autonomen Rennfahrzeugs im fahrdynamischen Grenzbereich muss diese Herangehensweise in Software überführt und implementiert werden.

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Regelungskonzept entwickelt und implementiert werden, das die kombinierte Längs- und Querregelung am fahrdynamischen Limits des autonomen Rennfahrzeugs erlaubt. Besonderer Fokus liegt auf Regelungseingriffen bei Überschreitung dieses Limits, um die Steuerbarkeit des Fahrzeugs zu gewährleisten. Der Algorithmus soll auf der Fahrzeughardware in Echtzeit einsetzbar sein. Die Umsetzung der Masterarbeit soll in Matlab/Simulink erfolgen. Zur Entwicklung und Validierung des Algorithmus steht ein umfangreicher Hardware-in-the-Loop-(HiL-)Prüfstand am Lehrstuhl zur Verfügung.

Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung und Implementierung eines Regelungskonzepts zur kombinierten Längs- und Querregelung des Rennfahrzeugs am fahrdynamischen Limit. Folgende Punkte sind zu bearbeiten:

  • Literaturrecherche und Einarbeitung in die Thematik
  • Einarbeitung in die vorhandene Software-Struktur und den aktuellen Regler
  • Entwicklung und Ausarbeitung eines Regelungskonzepts zur kombinierten Längs- und Querregelung des Rennfahrzeugs
  • Echtzeitfähige Implementierung des entwickelten Reglers in Matlab/Simulink auf der Fahrzeug-Hardware
  • Test und Validierung des Algorithmus im lehrstuhleigenen HiL-Simulator
Voraussetzungen
  • Erfahrung in Matlab und Simulink
  • Idealerweise Erfahrung mit Git
  • Kenntnisse in Regelungstechnik
  • Eigenständige und strukturierte Arbeitsweise

Bei Interesse freue ich mich über eine E-Mail von Ihnen. Bitte schreiben Sie mir kurz über Ihre Motivation für diese Arbeit und lassen Sie mir einen aktuellen Lebenslauf und Notenauszug zukommen.

Tags
FTM Fahrdynamik, FTM Hermansdorfer, RT Wischnewski
Möglicher Beginn
sofort
Kontakt
Leonhard Hermansdorfer, M.Sc.
Raum: MW 3508
hermansdorferftm.mw.tum.de