Selbstoptimierende Spurführung für ein neuartiges Schienenfahrzeug

In dieser Arbeit wird die Entwicklung von zwei selbstoptimierenden Reglern fürdie aktive Spurführung eines neuartigen Schienenfahrzeugs vorgestellt. Mithilfe aktiv lenkbarer Achsen kann der mit einer passiven Spurführung verbundeneKompromiss zwischen Verschleiß und Laufstabilität überwunden werden. Durchdie Selbstoptimierung wird der Regler zur Laufzeit so an die jeweilige Situationangepasst, dass die Stellenergie und die Regelgüte unabhängig von der Amplitude der Störungen sind und so z. B. auf bestimmte feste Werte eingestellt werdenkönnen. Der erste Regleransatz basiert auf der Vorsteuerung von modellprädiktiv optimierten Trajektorien, die mit einem P-Regler stabilisiert werden. Bei derzweiten Methode wird die Rückführungsmatrix eines vollständigen Zustandsreglers situationsabhängig optimiert. Beiden Methoden gemeinsam ist das Konzeptder „Selbstoptimierung durch Mehrzieloptimierung“. Dabei wird zunächst für alleAnforderungen ein separates Gütekriterium formuliert. Danach wird das Mehrzieloptimierungsproblem durch die mathematische Formulierung der gewünschten Relation zwischen den Anforderungen in ein skalares Optimierungsproblemüberführt. Diese Vorgehensweise ist sehr allgemein und lässt sich auf viele andereRegelungsaufgaben übertragen. Die vorliegende Arbeit leistet daher über die vorgestellte konkrete Anwendung hinaus einen generellen Beitrag zur Entwicklungselbstoptimierender Systeme.