A room, although apparently static, is in fact a complex, multidimensional structure, changing due to various factors. This has a direct impact on the atmosphere and perception of a place and its effect on the user. This article aims to provide a definition of ‘room dynamics’, related to the emotional and energetic aspects of a place. The term refers to the interaction between the passive or active user, the interior and its components. The introduction of this concept allows for a better definition and understanding of the connections that occur between man and space. The scientific literature on environmental psychology and architecture was analysed to identify the key elements of space that are indicative of the ‘’livability‘’ of a room and their impact on human psychological well-being. The review indicates the importance of incorporating psychology into the design process to create spaces that encourage interpersonal harmony and a positive atmosphere.
PL
Pomieszczenie, choć pozornie statyczne, w rzeczywistości jest złożoną, wielowymiarową strukturą, ulegającą zmianom pod wpływem różnych czynników. Ma to bezpośredni wpływ na atmosferę i odbiór danego miejsca oraz jego oddziaływanie na użytkownika. Celem artykułu jest przedstawienie definicji „dynamiki pomieszczenia” dotyczącej emocjonalnego i energetycznego wymiaru miejsca. Pojęcie odnosi się do wzajemnego oddziaływania na siebie jednostek jakimi są bierny lub aktywny użytkownik oraz wnętrze i jego elementy składowe. Wprowadzenie tego terminu pozwala na lepsze określenie i zrozumienie relacji jakie zachodzą pomiędzy człowiekiem a przestrzenią. Analizie poddano literaturę naukową dotyczącą psychologii środowiskowej i architektury, aby zidentyfikować kluczowe elementy przestrzeni świadczące o „żywotności” pomieszczenia oraz ich wpływu na dobrostan psychiczny człowieka. Przegląd wskazuje jak ważne jest uwzględnienie psychologii w procesie projektowym, by tworzyć przestrzenie sprzyjające harmonii międzyludzkiej i przyjaznej atmosferze.
Urban biodiversity, although often underestimated, plays a key role in providing vital ecosystem services such as climate regulation, air purification and others. However, anthropogenic pressures, including rapid urbanization and land use changes, exacerbate the effects of climate change, and seriously threaten these services. This bibliometric review aims to analyze research conducted between 1990 and 2024 on urban biodiversity assessment and management, ecosystem services, and the impacts of climate change. The Publish or Perish 8 (PoPe) software is used because of its information and its flexibility of use for the different analyses, which are processed with the Excel 2013 software. Out of 1,644 publications with PoPe, 345 are select after clearance and subsequently analyze. The year 2017 marks the most prolific year of publication of articles for the mixing of concepts: “biodiversity”, “ecosystem services”, “urban dynamics” and “climate change”. From 1990 to 1996, we noted a low rate of articles according to these concepts throughout the world and it was in 2019 and 2020 that scientific research gained momentum in the Asian continent (128 publications) and more precisely in China (22.33 %) and India (7.86 %). Through these publications (articles, books, conferences and others), the publisher having been cited the most is Elsevier (17,359 citations). From the sampled publications, researchers in the assessment and management of biodiversity (33.41 %), the mapping and modeling of ecosystem services (27.27 %) as well as the dynamics of land use in urban areas (21.13 %) and the impacts of climate change (18.19 %) used various methods. These different methodological approaches were chosen based on the objective and year of the research, the availability of resources and the reliability of the results. This review has a capital importance in the sense that it provides a range of information regarding urban ecology.
PL
Miejska różnorodność biologiczna, choć często niedoceniana, odgrywa kluczową rolę w zapewnianiu istotnych usług ekosystemowych, takich jak regulacja klimatu, oczyszczanie powietrza i inne. Jednak presja antropogeniczna, w tym szybka urbanizacja i zmiany użytkowania gruntów, nasilają skutki zmian klimatu i poważnie zagrażają tym usługom. Niniejszy przegląd bibliometryczny ma na celu analizę badań przeprowadzonych w latach 1990–2024 w zakresie oceny i zarządzania różnorodnością biologiczną w miastach, usług ekosystemowych oraz wpływu zmian klimatu. Oprogramowanie Publish or Perish 8 (PoPe) zostało wykorzystane ze względu na swoje możliwości analityczne i elastyczność, a dane przetwarzano przy użyciu programu Excel 2013. Spośród 1644 publikacji z PoPe, 345 zostało wybranych po sprawdzeniu, a następnie poddanych dalszej analizie. Rok 2017 okazał się najbardziej obfity pod względem publikacji artykułów dotyczących mieszania pojęć: „różnorodność biologiczna”, „usługi ekosystemowe”, „dynamika miejska” i „zmiany klimatu”. W latach 1990–1996 odnotowano niski wskaźnik artykułów dotyczących tych zagadnień na całym świecie, a dopiero w 2019 i 2020 r. badania naukowe nabrały tempa na kontynencie azjatyckim (128 publikacji), szczególnie w Chinach (22,33 %) i Indiach (7,86 %). Wśród tych publikacji (artykuły, książki, konferencje i inne) najczęściej cytowanym wydawcą był Elsevier (17 359 cytowań). Spośród wybranych publikacji badacze zajmujący się oceną i zarządzaniem różnorodnością biologiczną (33,41 %), mapowaniem i modelowaniem usług ekosystemowych (27,27 %), a także dynamiką użytkowania gruntów na obszarach miejskich (21,13 %) oraz wpływem zmian klimatu (18,19 %) stosowali różnorodne metody. Te różne podejścia metodologiczne zostały wybrane w zależności od celu i roku badań, dostępności zasobów i wiarygodności wyników. Niniejszy przegląd ma istotne znaczenie, dostarczając cennych informacji dotyczących ekologii miejskiej.
In this study the rail wear influence on safety of rail vehicle motion is assessed. The profile measurements for the nominal rail head and for the slightly worn and heavily worn rail heads were performed. Then, these measured real values were entered into a computer program designed to study the motion (dynamics) of rail vehicles. The studied model of passenger vehicle moved in simulations along a track consisting of straight and curved sections with transition curve between them at two velocities. After obtaining the simulation results, they were compared for different stages of the rail wear process based on profile measurement results and the suitability of the track was assessed, too. The aim of present paper was to show that extension of the traditional approach with the simulation studies of vehicle motion and dynamics leads to different and much more precise information about the need of the rails replacement. The proposed idea and approach in the current work is original and not used in practice by the track infrastructure operators.
PL
W pracy oceniono wpływ zużycia szyn na bezpieczeństwo ruchu pojazdów szynowych. Wykonano pomiary profili dla nominalnej główki szyny oraz dla lekko i mocno zużytej główki szyny. Następnie te zmierzone wartości rzeczywiste wprowadzono do programu komputerowego przeznaczonego do badania ruchu (dynamiki) pojazdów szynowych. Badany model pojazdu pasażerskiego poruszał się w symulacjach po torze składającym się z odcinków prostych i zakrzywionych z krzywą przejściową między nimi przy dwóch prędkościach. Po uzyskaniu wyników symulacji porównano je dla różnych etapów procesu zużywania się szyn na podstawie wyników pomiarów profilu oraz oceniono przydatność toru. Celem niniejszego artykułu było wykazanie, że rozszerzenie tradycyjnego podejścia o badania symulacyjne ruchu i dynamiki pojazdów prowadzi do uzyskania odmiennej i znacznie dokładniejszej informacji o potrzebie wymiany szyn. Zaproponowana koncepcja i podejście jest oryginalne i nie jest stosowane w praktyce przez zarządców infrastruktury szynowej. Można go zatem traktować jako nowość i pewien wkład autorów w problematykę i metodykę utrzymania torów.
The paper presents analyses aimed at determining how the spacing between legs of a steel lattice telecommunication tower affects displacements of its top, its natural frequency, and its self-weight. The critical characteristic of the results is that they were obtained for structures optimized with respect to the load-carrying capacity of their individual components. It was assumed that levels of effort should be kept between 85% and 95%. As far as engineering practice is concerned, the key conclusion is that a larger distance between the legs has a positive impact on the self-weight of the structure. It was demonstrated that a larger leg spacing is related to a smaller self-weight of the tower and thus a smaller quantity of material required. The proposed research and calculation method makes it possible to conclude that providing a larger distance between the legs while optimizing structural members with respect to their effort (preferably by means of an automated process) results in both higher bending stiffness and lower structure self-weight required.
PL
W artykule zaprezentowano analizy polegające na poszukiwaniu wpływu rozstawu krawężników kratowej, stalowej wieży telekomunikacyjnej na przemieszczenia wierzchołka konstrukcji, częstotliwość jej drgań własnych oraz ciężar własny obiektu. Krytyczną cechą uzyskanych wyników jest ta, że zostały one uzyskane dla konstrukcji zoptymalizowanych pod względem nośności jej poszczególnych elementów. Przyjęto, że stopień wytężenia powinien mieścić się w zakresie 85-95%. Kluczowym wnioskiem z punktu widzenia praktyki inżynierskiej jest ten, że zwiększony rozstaw krawężników wpływa pozytywnie na ciężar własny konstrukcji. Udowodniono relację: większy rozstaw – mniejszy ciężar własny wieży – mniejsze zużycie materiału. Zaproponowana metoda badawczo-obliczeniowa pozwala na stwierdzenie, że zwiększenie rozstawu krawężników przy jednoczesnej (najlepiej zautomatyzowanej) optymalizacji elementów konstrukcyjnych pod względem ich wytężenia, zarówno zwiększa sztywność na zginanie jak i zmniejsza wymagany ciężar własny konstrukcji.
African cities’ fast rate of population increase from 4 to 6% per year and the decline of organized public transport systems are the origin of the rapid development of non-conventional means of transport [2]. The city of Lomé, since its creation in 1897, has experienced growing demography and spatial extension apart from its socio-collective and mobility infrastructure [5]. Faced with the inability of public transport services to meet the demand, we are witnessing the emergence of informal transport solutions such as taxi-motorbikes and taxi-tricycles in response, not only to the demand but also to youth unemployment and the economic crisis. This article focuses on actors in the taxi-tricycle sector. It analyzes the spatial economic and socio-professional dynamics of taxi-tricycle drivers in Lomé. The scientific interest of this article is dual. Firstly, it makes it possible to map the spatial dynamics of taxi-tricycles in Lomé and, secondly, it identifies the problems related to the propagation of the phenomenon of urban taxi-tricycle transport which, until now, has not been apprehended by Togolese researchers. The methodology focuses on the analyses of data (primary and secondary) collected through a literature search, observations, and a survey. A sample of 47 individuals was selected, made up of 40 taxi-tricycle drivers and seven association leaders. The results show that the diffusion of taxi-tricycles is supported by the logic of marginality and informality. The sector contributes somewhat to solving the problems of mobility and unemployment as well as the increase in municipal revenues. Given the difficulties raised by this study, it is imperative that the sector be regulated by the State.
This article presents a comprehensive comparative study of deflection voided reinforced concrete slabs, evaluating the results obtained through Finite Element Method (FEM) analyses of various accuracy and manual calculations, specifically employing the method of strips. Distinct methodologies used for analysis are: FEM analysis using SCIA Engineer, where voids in the slabare accounted for by adjusting the modulus of elasticity and self-weight of concrete. The slab is modelled by using 2D slab elements, allowing for efficient and relatively fast examination of structural behaviour and FEM analysis in ANSYS Workbench Mechanical, where voids are modelled within a 3D solid representation of the entire slab. This approach should provide the best representation of a real structure as it models all its elements with their respective physical attributes. Results of FEM analyses would be compared not only to each other, but also with results of manual calculations, if possible. Calculations that are going to be used are based on the method of strips, a traditional approach for analysing deflection of reinforced concrete slabs. The comparative analysis encompasses calculations of deflection of voided reinforced concrete slabs with various geometrical properties and boundary conditions. The findings aim to contribute to the engineering community by elucidating the strengths, limitations, and trade-offs associated with each respective type of FEM analysis, as well as manual calculations, when it comes to assessing the deflection of voided reinforced concrete slabs.
This paper focuses on the chattering analysis in a backstepping controller used to drive an electro-hydraulic servo system. The chattering phenomenon, well known in sliding mode control, strongly reduces operating performance while causing premature wear of the system. Four cases are studied to highlight the factors influencing the chattering in the backstepping control. In the first case, the effect of the unmodeled fast servo valve dynamics is analysed by comparing a reduced-order backstepping controller with a full-order controller. The second case analyses the sensitivity to the tuning gains of the backstepping controller. The third case emphasises the influence of the parameter of sign function approximation. The last case analyses the sensitivity of the parameter of the time derivative of the virtual controls. The simulation results in the Matlab/Simulink show that the chattering is mitigated by an appropriate gains tuning but above all an appropriate calculation of the derivatives of the virtual controls, particularly for high-order systems.
This study focuses on utilizing computer modeling and simulation techniques, specifically the ANSYS software, to analyze the dynamics of bridge structures. The primary objective was to study the vibrations of a riverbed metal bridge structure and determine their characteristics. The research involved theoretical dynamic calculations considering the design features of the bridge components and the materials used in their construction. The obtained results enabled the determination of resonance frequencies for the vibration modes. By utilizing the ANSYS software, a three-dimensional virtual model of the bridge structure was created, allowing for a detailed analysis of its dynamic behavior. The first three vibration modes of the riverbed metal bridge structure were calculated, and numerical results were obtained for six modes. The findings of this research have practical significance as they provide informed decision-making support during the construction, maintenance, and modernization of bridge structures. The study of bridge dynamics using advanced technologies contributes to enhancing the safety, reliability, and longevity of these vital infrastructure assets.
PL
Niniejsze badanie koncentruje się na wykorzystaniu technik modelowania komputerowego i symulacji, w szczególności oprogramowania ANSYS, do analizy dynamiki konstrukcji mostowych. Głównym celem było zbadanie drgań metalowej konstrukcji mostu w korycie rzeki i określenie ich charakterystyki. Badania obejmowały teoretyczne obliczenia dynamiczne uwzględniające cechy konstrukcyjne elementów mostu oraz materiały użyte do ich budowy. Uzyskane wyniki umożliwiły wyznaczenie częstotliwości rezonansowych dla postaci drgań. Wykorzystując oprogramowanie ANSYS stworzono trójwymiarowy wirtualny model konstrukcji mostu, pozwalający na szczegółową analizę jego dynamicznego zachowania. Obliczono trzy pierwsze postacie drgań metalowej konstrukcji mostu koryta rzeki i uzyskano wyniki numeryczne dla sześciu postaci. Wyniki tych badań mają znaczenie praktyczne, ponieważ zapewniają świadome wsparcie w podejmowaniu decyzji podczas budowy, utrzymania i modernizacji obiektów mostowych. Badanie dynamiki mostów przy użyciu zaawansowanych technologii przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa, niezawodności i trwałości tych kluczowych elementów infrastruktury.
Footbridges, like all building structures, must be designed in a way that ensures their safe and comfortable use. Steel footbridges characterised by low vibration damping often turn out to be a structure susceptible to the dynamic influence of users during various forms of their activity. For these structures, the impact of running users may be a key type of dynamic load for the verification of the serviceability limit state due to vibrations. In the literature, there are several proposals for models of dynamic load generated by runners (models of ground reaction forces - GRF). The paper presents the characteristics, analyses and comparisons of selected GRF load models. The analyses were performed using the GRF recorded during the laboratory tests of runners (tests planned and carried out by the author) and the GRF determined using various load models. In order to illustrate the accuracy of the estimation of the dynamic response of the structure, depending on the GRF model used, dynamic field tests and dynamic numerical analyses of the selected steel footbridge were carried out. The obtained results were analysed and compared.
PL
W artykule przedstawiono charakterystyki i analizy porównawcze wybranych modeli GRF. Analizy przeprowadzono z wykorzystaniem GRF zarejestrowanych podczas badań laboratoryjnych osób biegnących (badania własne autora) oraz GRF wyznaczonych z wykorzystaniem różnych modeli. W celu zobrazowania dokładności oszacowania odpowiedzi dynamicznej konstrukcji, w zależności od zastosowanego modelu GRF, przeprowadzono dynamiczne badania terenowe oraz dynamiczne analizy numeryczne stalowej kładki dla pieszych podatnej na oddziaływanie osób biegnących. Przeprowadzone analizy pozwoliły ustalić poprawność odwzorowania przebiegów GRF oraz dokładność wyznaczania odpowiedzi dynamicznej konstrukcji narażonych na dynamiczne oddziaływanie osób biegnących. W artykule przedstawiono własne zalecenia dotyczące modelowania oddziaływania osób biegnących na kładki dla pieszych oraz własne zalecenia dotyczące doboru parametrów wybranych modeli GRF opracowane na podstawie własnych badań sił reakcji podłoża generowanych podczas biegu. Zalecenia te pozwalają zwiększyć dokładność odwzorowania przebiegów GRF oraz dokładność oszacowania odpowiedzi dynamicznej konstrukcji narażonych na dynamiczne oddziaływanie osób biegnących. W szczególności: zaproponowano rozróżnianie technik biegu w celu dokładniejszego odwzorowania oddziaływań dynamicznych osób biegnących na konstrukcje, przedstawiono wartości współczynników Fouriera i przesunięć fazowych dla różnych technik biegu na potrzeby modelu bazującego na szeregu Fouriera, przedstawiono zalecenia dotyczące doboru wartości czasu kontaktu stopy z podłożem tcr dla różnych technik biegu na potrzeby modelu półsinusoidalnego (ang.: half-sine model), przedstawiono zalecenia dotyczące maksymalnych amplitud GRF dla różnych technik biegu oraz scharakteryzowano własną propozycję odwzorowania przebiegów GRF za pomocą funkcji Gaussa.
This article presents research carried out using physical data from the experimental construction of an overhead crane. This article aims to determine the dynamic behaviour of the cart-pendulum system when the hoisting mechanism hits the new bumper design at the end of the girder support structure with selected speed and bumper material to the length of the wire rope. This research shows the influence of the horizontal speed of the hoisting mechanism on the bumper force during a collision with a standard buffer and its modifications. The presented model can be the basis for modelling more complex cases, and its assumed role (i.e. the ability to determine the angle of deflection of the rope during an impact) has been confirmed and is possible to use in a specific case of an overhead crane on an industrial scale. Preliminary analysis of the construction of the bumper considered reveals its positive features, aiming, among other goals, to reduce the acceleration and force acting on the crane cart in emergency situations.
Referat podejmuje próbę zaadaptowania wariacyjnych metod rejestracji obrazów do kalibracji kinematyki robotów manipulacyjnych. Rozpatrzono możliwość wykorzystania dyfeomorficznego dopasowania punktów charakterystycznych (ang. Diffeomorphic Landmark Matching) jako narzędzia do obliczania przekształceń dla szczególnej metody kalibracji, mianowicie kalibracji przez dyfeomorfizmy. Sformułowano problem rejestracji obrazów oraz przedstawiono idee związane z kalibracją prze dyfeomorfizmy. Efektywność takiego podejścia została zweryfikowana badaniami symulacyjnymi dla modelu kinematyki podwójnego wahadła.
EN
The paper addresses an attempt to adapt variational methods of the image registration to the calibration of manipulator kinematics. In particular, it considers an application of Diffeomorphic Landmark Matching as a tool for computing transformations for a specific calibration method, namely the calibration by diffeomorphisms. Image registration formalism as well as the ideas underlying the calibration method has been presented. The results of bonding these two theories have been evaluated by means of simulations.
W referacie przedstawiono zasady konstrukcji odpornych algorytmów kinematyki odwrotnej w konfiguracjach osobliwych i ich otoczeniu, uzasadniające także klasyczny algorytm odpornej odwrotności. Zaproponowano sposób addytywny i multiplikatywny wprowadzania poprawki do macierzy źle uwarunkowanej, by przywrócić jej dobre uwarunkowanie.
EN
In this paper additive and multiplicative methods of making inverse kinematics robust at (or around) singular configurations were presented. The methods are provable good and as special case cover also the literature robust inverse kinematics method. A clear advantage of robust methods is their independence on the cornak of singularities and simplicity in implementation.
W pracy rozważa się problem identyfikacji parametrów modelu dynamiki dwukołowego robota mobilnego z napędem różnicowym. Model dynamiki robota sformułowany został przy założeniu, że prędkości kół robota są mierzalnymi sygnałami wyjściowymi, natomiast prądy silników napędzających robota są sygnałami wejściowymi. W celu identyfikacji nieznanych parametrów robota wykorzystano zaproponowany niedawno adaptacyjny obserwator stanu rozszerzonego (PIESO) sformułowany poprzez połączenie klasycznego obserwatora stanu rozszerzonego (ESO) z gradientowym prawem adaptacji. Skuteczność proponowanego podejścia potwierdzono badaniami symulacyjnymi i eksperymentalnymi.
EN
In this paper a problem of identification of parameters of a two-wheeled mobile robot equipped with differential drive is considered. Model of the robot dynamics is formulated under an assumption that velocities of wheels are measurable outputs of the system, while the motor currents are input signals. In order to identify unknown parameters, a recent adaptive parameter identifying extended state observer (PIESO) algorithm is employed, which combines a classic ESO observer with a gradient adaptation law. The effectiveness of the proposed approach is validated by numerical and experimental trials.
The paper presents the disc switched reluctance motor as a possible constructional modification of this type of motor. Disc motor with bidirectional pull is described based on the theory of SRM. In the first chapter behaviours of inductance, magnetic flux and torque, depending on the current and rotor position as well as the influence of geometric dimensions on these values are investigated. In the following parts suggested are the dimensions and described is constructional configuration of the electromagnetic circuit of disc SRM that recognizes its technical implementation.
PL
W artykule przedstawiono silnik reluktancyjny z przełącznikiem tarczowym jako możliwą modyfikację konstrukcyjną tego typu silnika. Silnik tarczowy o dwukierunkowym ciągnięciu opisany jest w oparciu o teorię SRM. W pierwszym rozdziale badane są zachowania indukcyjności, strumienia magnetycznego i momentu obrotowego, w zależności od prądu i położenia wirnika oraz wpływ wymiarów geometrycznych na te wartości. W kolejnych częściach sugerowane są wymiary i opisana jest konfiguracja konstrukcyjna obwodu elektromagnetycznego dysku SRM, która rozpoznaje jego techniczną realizację.
W artykule przedstawiono koncepcję metody pozwalającej na ocenę działania silnika pracującego na charakterystyce regulatorowej w nagłej zmiany obciążenia i związanej z tym akceleracji/deceleracji. Do analizy przebiegu zmian podstawowych własności użytkowych silnika w tym czasie wykorzystane zostało wartościujące (ilościowe) ujęcie działania interpretowanego jako pewna wielkość fizyczna. Podejście takie umożliwia jednoczesne uwzględnienie wykonywania określonej pracy (podejście energetyczne) oraz czasu, w którym ta praca jest wykonana.
The dynamic processes of the system of stabilization of the speed of the conveyor belt with a built-in hydraulic drive on the basis of an improved mathematical model, which takes into account the physical phenomena occurring in the hydraulic system during the action of alternating load. The influence of the main parameters of the hydraulic system and the magnitude of the load on the course of dynamic processes is analyzed and recommendations for their selection are formulated. The proposed scheme of the built-in hydraulic drive of a conveyor belt with system of stabilization of speed of movement automatically provides its uninterrupted work. The use of an additional hydraulic pump allowed to stabilize the speed of the conveyor belt to 7.8%, provided that the load on the working link is 2.3 times.
PL
Rozważono procesy dynamiczne układu stabilizacji prędkości taśmy przenośnika z wbudowanym napędem hydraulicznym w oparciu o udoskonalony model matematyczny uwzględniający zjawiska fizyczne zachodzące w układzie hydraulicznym podczas działania obciążenia zmiennego. Przeanalizowano wpływ głównych parametrów układu hydraulicznego i wielkości obciążenia na przebieg procesów dynamicznych oraz sformułowano zalecenia dotyczące ich doboru. Zaproponowany schemat wbudowanego napędu hydraulicznego przenośnika taśmowego z systemem stabilizacji prędkości ruchu automatycznie zapewnia jego nieprzerwaną pracę. Zastosowanie dodatkowej pompy hydraulicznej pozwoliło ustabilizować prędkość taśmy przenośnika na poziomie 7,8% przy założeniu, że obciążenie ogniwa roboczego jest 2,3 razy większe.
Nowadays, the constant striving to reduce the emission and increase the overall efficiency over a wide range of speeds and loads of the internal combustion engine (CE) is observed. The different methods for improving the charge exchange in the engine, particularly ones based on the variable valve timing are sought. This variability can be achieved, among others by using the electrohydraulic valve drive. The goal of the present study is to compare the dynamic parameters of the engine valvetrain utilizing the unilateral electrohydraulic valve drive and various types of valve springs. The model of such a drive being developed by authors and experimentally verified was used for the analysis. Using the Finite Element Method, the models of springs made through the machining from single sleeves were developed. The effect of various geometrical parameters of the modernized springs on their stiffness and on the resulted valvetrain dynamics was examined.
Although gear teeth give lots of advantages, there is a high possibility of failure in gear teeth in each gear stage in the drive train system. In this research, the authors developed proper gear teeth using the basic theorem of gear failure and reliability-based design optimization. A design variable characterized by a probability distribution was applied to the static stress analysis model and the dynamics analysis model to determine an objective function and constraint equations and to solve the reliability-based design optimization. For the optimization, the authors simulated the torsional drive train system which includes rotational coordinates. First, the authors established a static stress analysis model which gives information about endurance limit and bending strength. By expressing gear mesh stiffness in terms of the Fourier series, the equations of motion including the gear mesh models and kinematical relations in the drive train system were acquired in the form of the Lagrange equations and constraint equations. For the numerical analysis, the Newmark Beta method was used to get dynamic responses including gear mesh contact forces. From the results such as the gear mesh contact force, the authors calculated the probability of failure, arranged each probability and gear teeth, and proposed a reasonable and economic design of gear teeth.
In this paper the analysis of backlash influence on the spectrum of torque at the output shaft of a cycloidal gearbox has been performed. The model of the single stage cycloidal gearbox was designed in the MSC Adams. The analysis for the excitation with the torque and the analysis with constant angular velocity of the input shaft were performed. For these analyses, the amplitude spectrums of the output torque for different backlashes was solved using FFT algorithm. The amplitude spectrums of the combined sine functions composed of the impact to impact times between the cycloidal wheel and the external sleeves were computed for verification. The performed studies show, that the backlash has significant influence on the output torque amplitude spectrum. Unfortunately the dependencies between the components of the spectrum and the backlash could not be expressed by linear equations, when vibrations of the output torque in the range of (350 Hz – 600 Hz) are considered. The gradual dependence can be found in the spectrum determined for the combined sine functions with half-periods equal impact-to-impact times. The spectrum is narrower for high values of backlash.
The main idea of this study is to evaluate the estimation performance of extended and unscented Kalman filters (EKF and UKF). So, these latter are introduced to estimate the dynamic states of a similar model operating with identical covariance matrices in the same situation. The mean square error (MSE) criterion is used to quantify the estimation error between the actual and the estimated values. The simulation results obtained with Matlab/ Simulink software confirm the superiority and efficiency of UKF over EKF, especially when the system is highly non-linear under process and measurement noises, such is the case of the inverted double pendulum mounted on a cart (DIPC).
PL
Główną ideą tego badania jest ocena wydajności estymacji rozszerzonych filtrów Kalmana (EKF i UKF). Te ostatnie zostały wprowadzone w celu oszacowania stanów dynamicznych podobnego modelu działającego z identycznymi macierzami kowariancji. Kryterium błędu średniokwadratowego (MSE) służy do ilościowego określenia błędu oszacowania między wartościami rzeczywistymi i szacunkowymi. Wyniki symulacji uzyskane za pomocą oprogramowania Matlab i Simulink potwierdzają wyższość i wydajność UKF nad EKF, zwłaszcza gdy system jest wysoce nieliniowy
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.