Optimal control with Kane Mechanics applied to a hybrid power split transmission

• Optimale Regelung mit Kane-Mechanik angewandt auf ein leistungsverzweigtes Hybridgetriebe

Saenger Zetina, Siegfried Hans; Abel, Dirk (Thesis advisor)

Göttingen : Sierke (2009)
Doktorarbeit

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit wird mit Hilfe der Kane-Mechanik und der Optimalen Regelung eine Methode für die modellbasierte Auslegung und Inbetriebnahme einer dynamischen Regelung für Hybridgetriebe der leistungsverzweigten Art entwickelt. Als Praxisbeispiel dient das Two-Mode-Hybridgetriebe, dessen Antriebsstrang in der objektorientierten Umgebung Dymola modelliert und in einer Model-in-the-Loop-Umgebung verwendet wird. Anhand der Mehrkörperdynamik nach Kane wird ein Zustandsraummodell hergeleitet und die dazugehörige Methode vorgestellt. Es werden sowohl ein Zustandsbeobachter nach Kalman als auch zwei Regler entworfen, die für die Leerlaufdrehzahl-, Schaltungs und Synchronisationsregelung dienen. Eine PI-Regelung mit Vorfilter, die die Dynamik des Systems und insbesondere die Eigenfrequenzen berücksichtigt sowie ein Linear-Quadratischer Gaussscher Integrator, der nach Komfort und Batterieschonungsgesichtspunkten ausgelegt wurde, werden an einem Prüfstand und einem Prototypfahrzeug in Betrieb genommen. Für die Evaluierung des Schaltungskomforts beider Regler wird der Schwingungsdosiswert (VDV) verwendet.