The central issue of this contribution is the discussion of the differential flatness of the planar holonomic bicycle model. The components of a flat output are given as the lateral and the longitudinal velocity component of a distinguished point located on the longitudinal axis of the vehicle. This property is shown for the front-, rear-and all-wheel driven vehicle, without referring to particular representatives of the functions modelling the lateral tire forces. The clear physical meaning of the flat output is regarded as particularly useful for the control design task. The vehicle dynamics control design is accomplished following the flatness based control theory.

This contribution is primarily concerned with the system analysis of the bicycle dynamics, revealing the differential flatness property as a main result. A physically relevant representative for the flat output is introduced, with its components given as the lateral and the longitudinal velocity of a distinguished point

No abstract

Zusammenfassung Die Verwendung von piezoelektrischer Self-Sensing Aktuatorik in smarten Strukturen gestattet die Kollokation von Aktuatorik und Sensorik, vorausgesetzt, es gelingt eine robuste Trennung des elektrischen Stroms infolge des direkten piezoelektrischen Effekts vom gemessenen elektrischen Strom. Aufgrund des nachteiligen Verhältnisses der beiden Signale wird der Entwurf eines approximativen Beobachters für den elektrischen Strom infolge des direkten piezoelektrischen Effekts vorgeschlagen. Der Reglerentwurf basiert auf einer Erweiterung der Strecke durch ein Störgrö-ßenmodell mit dem Ziel der asymptotischen Unterdrückung harmonischer Störungen. Die Stabilitätsuntersuchungen für das verteilt parametrische System basieren auf dem Satz über die kleine Verstärkungen. Die Effizienz des vorgeschlagenen Regelungskonzept wird an Hand einer piezoelastischen Struktur, die mit einer dominanten Eigenfrequenz angeregt wird, sowohl durch Simulation als auch im Laborversuch demonstriert.Summary The use of self-sensing piezoelectric actuators in smart structures means collocation of actuator and sensor and requires the robust separation of the electric current due to the direct piezoelectric effect from the measured electric current. Because of the unfavorable ratio of these two signals, the design of an approximate observer for the electric current due to the direct piezoelectric effect is proposed. The controller design is based on an augmentation of the plant by an exosystem with the goal of an asymptotic suppression of harmonic disturbances. The stability investigations of the distributed parameter system use the small gain theorem. The efficiency of the proposed design is demonstrated by a piezoelastic structure, which is excited with a dominant eigenfrequency, both by simulation and by a laboratory experiment.Schlagwörter Self-Sensing Aktuatorik, L 2 Stabilität, Sylvester Gleichung, Satz über die kleine Verstärkung, Störgrößenmodell

No abstract