Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Concept of the automatization of dangerous driving manoeuvres

Gidlewski M., Jemioł L., Żardecki D.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 1

111--122

EN

Automatic control is one of the main characteristic features of the present-day “electrified” motor vehicle. The avoidance of a suddenly appearing obstacle, including a rapid lane-change manoeuvre, is counted among the driving manoeuvres that are most dangerous and difficult to be automatized. Note that this seems to be a fundamental problem for autonomous cars. The authors have shown general vehicle automatization concepts derived from the control systems theory. Against this background, they have presented results of their own analytical studies and simulation research related to the system of automatic controlling of a rapid lane-change manoeuvre. A controller algorithm developed within this work, where a simplified reference model of the lateral dynamics of a motor vehicle was used (transmittance-type model based on well known “bicycle model” but transformed and linearized), was successfully examined in exhaustive simulation tests. The virtual object used for the simulation tests was an extensive simulation model (3D, nonlinear, MBS type) of a two-axle motor truck of medium load capacity, driven with quite a high speed. This detail model had been experimentally verified. In the article, only a fragment of a large research project has been described.

2

Method of analysing torsional vibrations in the motorcycle steering system in the phase plane

Żardecki D., Dębowski A.

Archiwum Motoryzacji

|

2017

|

Vol. 76, nr 2

137--154

EN

A vibration analysis method has been described, where time functions are represented in the “phase plane”; for free vibrations, the representations are classic phase portraits. In the case of vibrations forced with sinusoidal inputs, the representations are Lissajous figures and their stroboscopic expansions to “Poincaré maps”. For the purposes of presentation of the research method proposed, the analyses of free and forced vibrations of a system close to the motorcycle steering system have been described, with the system being modelled and simulated in the Matlab-Simulink environment and with the stick-slip processes being taken into account. The calculation results depict not only the essence of the method of analysing vibrations in the phase plane but also the impact of selected model parameters (in this case, related to freeplay and friction) and measurement disturbances on the representation results. The analysis method shown is a solution alternative to the classic spectral analyses.

PL

W pracy prezentowana jest metoda analizy drgań wykorzystująca odwzorowania przebiegów czasowych na tzw. płaszczyźnie fazowej i dla przypadku drgań swobodnych są to klasyczne portrety fazowe. W przypadku drgań wymuszonych przebiegami sinusoidalnie zmiennymi są to zobrazowania typu figury Lissajous oraz ich stroboskopowe rozwinięcia do tzw. map Poincare. W celu prezentacji proponowanej metody badawczej relacjonowane są analizy drgań swobodnych i wymuszonych dotyczące układu zbliżonego do układu kierowniczego (UK) motocykla modelowanego i symulowanego w środowisku Matlab-Simulink, z uwzględnieniem procesów stick-slip. Wyniki obliczeń obrazują nie tylko istotę metody analizy drgań na płaszczyźnie fazowej, ale także wpływ wybranych parametrów modelu (tu dotyczących luzu i tarcia), a także zakłóceń pomiarowych na wyniki zobrazowań. Prezentowana metoda analizy stanowi alternatywne rozwiązanie względem klasycznych analiz widmowych.

3

Simulation investigation of the dynamics of the process of sudden obstacle avoiding by a motor vehicle

Gidlewski M., Jemioł L., Żardecki D.

Archiwum Motoryzacji

|

2016

|

Vol. 73, nr 3

31--47

EN

Extensive analytical work was undertaken on using the active steering system EPS (Electric Power System) for automatic driving of a motor vehicle (a two-axle motor truck of medium load capacity, provided with typical ESC - Electronic Stability Control system components as well as obstacle detectors and road monitoring systems) in the situation when an obstacle has suddenly sprung up. This paper presents a fragment of this work, which includes results of simulation investigation of dynamics of the lane-change process in an “open” and “closed-loop” system, i.e. with the automatic control function of the active steering system (EPS) being used in the latter case. The theoretical deliberations and simulation tests were based on mathematical models of the controlled system and the controller. The model of the controlled system includes a complex and detailed representation of the dynamics of motion of a motor truck, where the non-linearities and three-dimensionality of the vehicle motion are taken into account. The controller model is based on a reference model, which is considerably simplified and, in consequence, very effective in the carrying out of the necessary real-time calculations. The automatic controller operates like a Kalman regulator in a closed-loop system.

PL

Podjęto rozległe prace analityczne nad zastosowaniem aktywnego układu kierowniczego EPS (Electrically Powered Steering) w automatycznym kierowaniu samochodem (dwuosiowy samochód ciężarowy średniej ładowności wyposażony w typowe elementy systemu ESC - Electronic Stability Control oraz detektory przeszkód i układy monitorujące drogę) podczas nagle pojawiającej się przeszkody. Artykuł przedstawia fragment tej pracy. Opisane są wyniki badań symulacyjnych dynamiki procesu zmiany pasa ruchu w układzie otwartym oraz w układzie zamkniętym (z wykorzystaniem automatycznego sterowania aktywnym układem kierowniczym EPS). Podstawą rozważań teoretycznych oraz badań symulacyjnych są modele matematyczne obiektu sterowania i sterownika. W modelu obiektu sterowania występuje złożony, szczegółowy opis dynamiki ruchu samochodu ciężarowego uwzględniający nieliniowości oraz przestrzenność ruchu pojazdu. Model sterownika bazuje na modelu referencyjnym znacząco uproszczonym, a przez to bardzo efektywnym dla realizacji koniecznych obliczeń w czasie rzeczywistym. Automatyczny sterownik działa jak regulator Kalmana w układzie zamkniętym.

4

Examination of computational procedures from the point of view of their applications in the simulation of torsional vibration in the motorcycle steering system, with freeplay and friction being taken into account

Żardecki D., Dębowski A.

Archiwum Motoryzacji

|

2014

|

Vol. 64, nr 2

79--95, 179--195

EN

The torsional vibrations that occur in the motorcycle steering system pose a significant problem for motorcyclist's safety. These vibrations are particularly conspicuous in the motorcycles operated with high dynamic loads, where the impact of freeplay and friction emerges due to mechanical wear. The vibrations generated in the motorcycle steering system in the presence of freeplay and friction have peculiar nonlinear nature typical of stick-slip processes. Due to the threshold-like phenomena reflected in the nonlinearities related to freeplay and friction, it is difficult to simulate the behaviour of such systems and comprehensive preliminary research must be first carried out for this purpose. In this paper, simulation tests of the torsional vibrations that occur in a simplified equivalent model of the steering system (torsional pendulum) have been described. A mathematical model of the system has been given, inclusive of an original method of generating external inputs. Computer software developed in the Matlab-Simulink environment has been presented. The impact of computational procedures on simulation results, including impact of the method used to implement the slick-slip model in the simulation program, impact of the type of the algorithms used to integrate differential equations, and impact of the preset numerical parameters, has been analysed.

PL

Drgania skrętne występujące w układzie kierowniczym stanowią istotny problem dla bezpieczeństwa użytkownika motocykla. Drgania te są szczególnie widoczne w motocyklach eksploatowanych przy dużych obciążeniach dynamicznych. Wówczas, na skutek zużycia mechanicznego, znacząco objawia się wpływ luzu i tarcia. Drgania generowane w układzie kierowniczym motocykla w obecności luzu i tarcia mają osobliwy nieliniowy charakter procesów stick-slip. Z uwagi na progowy charakter nieliniowości związanych z luzem i tarciem oraz zmienność struktury modelu, realizacja symulacji takich układów jest trudna i wymagająca rozległych badań wstępnych. W niniejszej pracy relacjonowane są testy symulacyjne drgań skrętnych występujących w uproszczonym zastępczym modelu układu kierowniczego (wahadło torsyjne). Podano matematyczny model układu, w tym także oryginalny sposób generowania wymuszeń zewnętrznych. Przedstawiono oprogramowanie w środowisku Matiab-Simulink. Badany jest także wpływ procedur obliczeniowych na wyniki symulacji, w tym: wpływ sposobu implementacji modelu stick-slip w programie symulacyjnym, wpływ rodzaju zastosowanych algorytmów całkowania równań różniczkowych, a także wpływ zadawanych parametrów numerycznych.

5

Selected vehicle monitoring problems with the "e-Call" system taken as an example

Pijanowski B., Żardecki D.

Archiwum Motoryzacji

|

2013

|

Nr 3

25--41, 109--125

EN

The paper is dedicated to the problems of monitoring of road vehicles, especially "intelligent" motor vehicles provided with an e-Call system (a safety system with an automatic accident notification function). Following the introduction into the vehicle monitoring issues and presentation in outline of a concept of the e-Call system, supplemented with a list of major relevant documents and draft international and national standards, in particular those concerning the so-called Minimum Set of Data (MSD), the paper in its subsequent part has been focused on the methods of automation of the identification and assessment of effects of vehicle collision accidents. Two methods related to the vital functions of vehicle occupants have been considered: one based on signals obtained from deceleration sensors and another one where signals from pulse sensors and camera images would be used. The possibilities of using the HIC (Head Injury Criterion) indicator by correlating its values with values of the biomedical indicator AIS (Abbreviated Injury Scale), which numerically defines the injury severity degree, have been analysed. Results of tests carried out at the Automotive Industry Institute (PIMOT) wit h the use of both a crash test stand and computer simulation have been cited. The tests were performed on a Suzuki Swift passenger car.

PL

Artykuł poświęcony jest zagadnieniom monitorowania pojazdów drogowych, zwłaszcza samochodów „inteligentnych” wyposażonych w system e-Call (system bezpieczeństwa z funkcją automatycznego powiadamiania o wypadku). Po wprowadzeniu w problematykę monitoringu pojazdów oraz przedstawieniu w zarysie koncepcji systemu e-Call wraz ze specyfikacją ważniejszych dokumentów i projektów norm międzynarodowych i krajowych (w szczególności dotyczące tzw. minimalnego zbioru danych MSD), artykuł koncentruje się na sposobach zautomatyzowania identyfikacji i oceny skutków wypadków, w których występuje zderzenie pojazdu. Rozważane są tu dwie metody odnoszące się do funkcji życiowych kierowcy lub pasażera: metoda bazująca na sygnałach z czujników opóźnień, oraz metoda wykorzystująca sygnały z czujników tętna, a także obraz z kamer. Analizowane są możliwości zastosowania wskaźnika HIC (ang. Head Injury Criterion) poprzez skorelowanie jego wartości z wartościami wskaźnika biomedycznego AIS (ang. Abbreviated Injury Scale) określającego w sposób liczbowy stopień ciężkości urazów. Przytoczone są wyniki badań zderzeniowych, jakie przeprowadzono w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji z wykorzystaniem zarówno katapulty, jak i symulacji komputerowej. Badania te dotyczyły samochodu osobowego Suzuki Swift.

6

Information in the motor vehicle safety system with the "e-Call" function

Żardecki D., Pijanowski B.

Archiwum Motoryzacji

|

2012

|

Nr 4

75-90

EN

A concept of the motor vehicle safety system (MVSS) with the e-Call automatic accident notification function has been discussed, with the issues of generation, transferring, and analysis of information in the system having been particularly taken into consideration. According to the concept presented, the MVSS includes set of sensors, digital camera (or a system of cameras), GPS-type vehicle positioning device, processor with read-only memory (ROM) and interface to connect the processor with a data processing system, manual accident notification switch, and sending-receiving unit of the GSM telephone system used for communication with a monitoring centre, where actions to help accident victims would be organized. An essential part of the MVSS is an autonomous measuring module, which includes sensors capable to detect the sinking, fire, or other dangerous situations with the vehicle, apart from the sensors used as standard equipment of the e-Call systems for recording the time histories of decelerations related to collisions. The information provided by the sensors of the measuring module may be supplemented with data obtained from other sensors installed elsewhere in the vehicle outside of the module. In the proposed general model of the structure of the data characterizing the accident, special synthetic indicator signals are to be used; the indicator signals would be generated on the grounds of the classified signals sent by the MVSS sensors. This would facilitate the quick making of a correct decision by the operator at the monitoring centre. A set of data generated by the MVSS has been also presented as an example.

PL

W artykule została omówiona koncepcja samochodowego systemu bezpieczeństwa (SSB) z funkcją automatycznego powiadamiania o wypadku: "e-Call", ze szczególnym uwzględnieniem problematyki generowania, przepływu i analizy informacji w systemie. Wg koncepcji w skład SSB wchodzi zestaw czujników, kamera cyfrowa, (lub układ kamer), urządzenie pozycjonowania pojazdu typu GPS, procesor z pamięcią stałą i interfejsem obsługi informatycznej, włącznik ręcznego uruchamiania powiadamiania oraz urządzenia nadawczo-odbiorcze telefonii GSM służące do komunikacji z Centrum Monitoringu, gdzie inicjowane są akcje pomocy poszkodowanym w wypadkach drogowych. Istotną cechą systemu jest autonomiczny moduł pomiarowy zawierający zarówno standardowe dla systemów e-Call czujniki przebiegów opóźnień dotyczących zdarzeń drogowych, jak również czujniki umożliwiające stwierdzenie zatonięcia czy pożaru pojazdu. Informacja z czujników modułu pomiarowego może być uzupełniona o dane z czujników zainstalowanych bezpośrednio w pojeździe. Proponowany ogólny model struktury danych charakteryzujących wypadek, zakłada wykorzystanie specjalnych syntetycznych wskaźników tworzonych automatycznie na bazie sklasyfikowanych sygnałów dostarczonych przez czujniki SSB. Ma to ułatwić właściwe i szybkie podejmowanie decyzji przez operatora z Centrum Monitoringu o zakresie koniecznej pomocy. W pracy przedstawiony jest przykładowy zestaw danych generowanych w SSB.

7

Modelling of eps type steering systems including freeplay and friction in steering mechanism

Żardecki D.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 1

689-696

EN

Electric power steering (EPS) systems are important ingredients of modern cars. Basing on mechanic (steering mechanism), electric (electric motor), electronic (controller) and mechatronic (sensors) components, they are typical servo mechanic devices, which support drivers handling action. The paper presents mathematical modelling of EPS systems treated as multi body mechanisms with power assistance, including strong non-linear phenomena caused by a friction (especially in king-pins) and a feeplay (in gear-box). Mathematical model consists of several variable structure ordinary differential equations with piecewise linear characteristics. Model non-linearities are described with using special piecewise linear luz (…) and tar(...) projections. These projections and their original mathematical apparatus facilitate synthesis and analysis of the model. The model equations are derived from constitutive equations and control rules. This method can be also applied for synthesis of other non-linear multi-body electromechanical systems. The elaborated models of EPS systems have the forms ready to use in simulation programs. Some examples of simulation studies of the open car tests due to sensitivity analysis of steering system model are also presented in the paper.

8

Modelling of centre differential control

Dębowski A., Żardecki D.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 1

135-142

EN

In this article we present a simplified model of centre differential control. At the beginning, the introduction highlights important role of center differential control and tests carried out using mathematical models. This work contains the full development of a model, consisting of: the equations which describe the vehicle, the structure of the model, important values and parameters used in the simulation. All these components allow you to expand an existing model, thus is not necessary to create it from the beginning. It presents detailed equations which were realized by a simulation model with a simplified block diagram illustrating the structure of the model and on the next the full structure. Then a concept of a simplified torque of split control system was described and which will be continue as the basis for the simulation model. The action of the control system is presented by the simulation model implemented in Matlab Simulink. Model refers to a linear motion in different road conditions and using the control of centre differential. In the following defines the parameters and data used in the model and the fifth chapter contains sample waveforms of model variables along with their brief description. The last two points are synthetic applications and supporting literature.

9

Influence of freeplay and friction in steering system on double lane change manoeuvre - modelling and simulation studies

Więckowski D., Żardecki D.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 2

483-492

EN

Modelling and simulation investigations of a car non-linear dynamics with regard to freeplay (backlash in steering gear) and friction (kinetic and static friction in king-pins) is always a challenge for researchers. Fortunately, by special luz(...) and tar(...) projections and their mathematical apparatus the elaborated models and simulation procedures of stick-slip phenomena in a steering system are managed in efficient forms (without any entangle constraints) even for optimization and sensitivity studies. Exactly, the presented studies deal with problems of sensitivity of optimized maneuvers for vehicle models considering freeplay / friction effects. Double lane change maneuvers (overtaking and avoiding) are discussed. A criterion function refers to several evaluations (precision of maneuver, calm steering, feeling of comfortable travel). The optimization of steering wheel angle signal is done on a reference model with "nominal" freeplay and friction parameters. Such input signal is applied to a "real" vehicle having "real" freeplay and friction parameters. The differences of output signals as well as differences between criterion function values are a subject of sensitivity analysis. The sensitivity of reference models on a variation of freeplay and friction parameters appears as important from theoretical as well as practical points of view. The paper takes up the problems of sensitivity analysis of steering system model applied for synthesis steering algorithms for a double lane change maneuver.

10

Osobliwości ruchu samochodu w obecności małych zaburzeń

Żardecki D.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2010

|

z. 3/79

45-57

PL

Referat dotyczy modelowania i symulacyjnych badan dynamiki ruchu samochodu w obecności niewyważenia koła kierowanego. W modelu układu kierowniczego uwzgledniono tarcie suche (kinetyczne i statyczne) – przyczynę procesów stick-slip. Nieliniowe efekty pogłębione są przez fakt istnienia luzu kątowego w przekładni kierowniczej. W modelowaniu nieliniowości układu kierowniczego zastosowano przedziałami liniowe odwzorowania luz(…) i tar(…) oraz ich aparat matematyczny. Badania symulacyjne pokazały, że w wyniku shimmy z procesem stick slip pogłębionym efektami luzu pojawia sie dryfowanie samochodu. Zmiany położenia samochodu zależą w sposób nieregularny od zmian parametrów luzu i tarcia.

EN

The paper focuses on a modelling and simulation investigations of a car motion in a presence of a wheel unbalance. The model takes into consideration a dry friction (kinetic as well as static) action and stick-slip processes. Non-linear effects are increased because of a freeplay in a steering system. Modelling of the steering system is supported by special piecewise-linear luz(…) and tar(…) projections with their mathematical apparatus. The simulations shaw that as a result of shimmy with stick-sleep and freeplay effects a drift of a car is noticed. Location variations depend irregullary of variations of freeplay and friction parameters.

11

Badania wrażliwości optymalizowanego manewru wyprzedzania z uwagi na luz i tarcie w układzie kierowniczym

Więckowski D., Żardecki D.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2010

|

z. 1/77

359-370

PL

Przedmiotem referatu są badania wrażliwości optymalizowanego manewru wyprzedzania z uwagi na luz (w przekładni) i tarcie suche (w zwrotnicach) układu kierowniczego pojazdu. Ze względu na specyfikę nieciągłego charakteru zjawisk związanych z luzem i tarciem suchym (w tym stick-slip), analiza wrażliwości nie może bazować na klasycznej metodzie perturbacyjnej, lecz na metodzie powtarzanych obliczeń symulacyjnych. W modelowaniu nieliniowości układu kierowniczego zastosowano przedziałami liniowe odwzorowania luz (...) i tar(...) oraz ich aparat matematyczny. Syntezę sterowania oparto na optymalizacji statycznej parametrów pewnej funkcji opisującej przebieg kąta obrotu kierownicy. W optymalizacji wykorzystano wskaźnik jakości wyrażający całościowo poprawność wykonania manewru. Optymalizacja sterowania jest powtarzana dla różnych wartości parametrów luzu i tarcia. Wyznaczone przebiegi sterowania są następnie stosowane do modeli o zmienionych parametrach luzu i tarcia. Różnice pomiędzy przebiegami, jak również różnice wartości wskaźnika uzyskane z modelu nominalnego i zmienionego wyrażają wrażliwość optymalizowanego manewru.

EN

The paper focuses on a sensitivity analysis of a car overtaking manoeuvre dynamics with regard to freeplay (backlash in steering gear) and friction (dry friction with stiction in king-pins) parameters. Because of non-smooth nonlinearities (e.g. "stick-slip" phenomenon) of the model, classic perturbation methods are prohibited and the sensitivity analysis must be based on series of simulations for many variations of the model parameters. Modelling of steering system is supported by special piecewise-linear luz(...) and tar(...) projections with their mathematical apparatus. The steering signal (steering wheel angle) is treated as an analytical function defined by several parameters which are optimised (static-type optimization) for nominal model (with nominal freeplay and friction parameters). A complex criterion function express a correct execution of manoeuvre. Such optimization is repeated for different values of freeplay and friction parameters. Then the "optimal" steering signals are used for a perturbed model. Differences between nominal and perturbed output signals, as well as between criterion function values express the sensitivity of optimized overtaking manoeuvre.

12

Influence of freeplay and friction in steering system on double lane change manoeuvre

Więckowski D., Żardecki D.

Logistyka

|

2010

|

nr 4

CD-CD

PL

Przedmiotem pracy są badania symulacyjne i analiza wrażliwości modelu dynamiki samochodu z uwagi na luz (w przekładni) i tarcie (tarcie kinetyczne i statyczne w zwrotnicach). Badania ukierunkowane są na problematykę wrażliwości i odporności dotyczącą optymalizowanego manewru (tu podwójne zmiany pasa ruchu). Funkcja kryterialna uwzględnia kilka czynników (precyzję manewru, spokojne sterowanie, poczucie komfortu podróży). Optymalizacja wejściowego sygnału sterującego (kąt obrotu kierownicy) jest wykonana na podstawie modelu referencyjnego z „nominalnymi” parametrami luzu i tarcia. Obliczony sygnał wejściowy jest zastosowany do „rzeczywistego” pojazdu mającego „rzeczywiste” parametry luzu i tarcia. Różnice sygnałów wyjściowych jak również różnice pomiędzy wartościami funkcji kryterialnej są przedmiotem analizy wrażliwości. W modelowaniu i symulacji efektów luzu i tarcia wykorzystano specjalne, przedziałami liniowe odwzorowania luz(…) i tar(…).

EN

Sensitivity and simulation investigations of a car dynamics model with regard to freeplay (backlash in steering gear) and friction (friction with stiction in king-pins) is a subject of the paper. The studies deal with a problem of sensitivity of optimized manoeuvres (here double lane change manoeuvres). A criterion function refers to several evaluations (precision of manoeuvre, calm steering, feeling of comfortable travel). The optimization of input steering signal (steering wheel angle) is done on a reference model with „nominal” freeplay and friction parameters. His input signal is applied to a „real” vehicle having „real” freeplay and friction parameters. The differences of output signals as well as differences between criterion function values are a subject of sensitivity analysis. For modelling and simulation of freeplay / friction effects special piecewise-linear luz(…) and tar(…) projections have been used.

13

Modelowanie i symulacja numeryczna procesów stick-slip z użyciem odwzorowań luz(…) i tar(…)

Żardecki D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 1

297-314

PL

W artykule przedstawiono metody modelowania i symulacji procesów stick-slip w dyskretnych układach mechanicznych z tarciem. Cechą znamienną metody modelowania jest zastosowanie specjalnych przedziałami liniowych odwzorowań topologicznych luz(…) i tar(…) wraz z ich oryginalnym, dość prostym aparatem matematycznym. Tworzone modele są przejrzyste, łatwe do zastosowania w symulacyjnych programach komputerowych MBS (Multibody Systems) wykorzystujących standardowe procedury rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych.

EN

Th e paper describes a method of modelling and simulation of stick-slip phenomena in multibody mechanical system with friction. The method bases on special piecewise-linear luz(…) and tar(…) projections and their original mathematical apparatus. The models are transparent, easy to use in MBS (Multibody Systems) soft ware with standard ODE (Ordinary Differential Equations) procedures.

14

Sensitivity analysis of steering system model

Żardecki D.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 1

571-581

EN

The method of sensitivity analysis of mathematical model with strong non-linear characteristics is discussed in the paper. This model focuses on friction, as well as freeplay dynamics in a car steering system including stick-slip fenomena. Because of strong nonlinearities of the model, its sensitivity indexes can not be counted by classic sensitivity variation equations and classic mathematical analysis of smooth functions. Fortunately, nonlinear characteristics are described with using special piecewise - linear luz(...) and tar(...) projections. They have an original mathematical apparatus which secures parametrically made simplifications and enough regularity of the model (some details of analytical transformations are shown). Thanks to luz(...) and tar(...) projections the continuity of sensitivity indexes is secured but of course, the calculation of sensitivity indexes has to base on comparative simulation investigations. The paper presents example results of simulations of the steering system action (including stick-slip processes) for different values of friction as well as freeplay parameters (kinetic and static friction in king-pins, backlash in a steering gear). These simulations concern combined open road tests of a passenger car according to the ISO requirements (ISO 7401 - the ramp input on the steering wheel, then ISO 4138 - circular steady state motion, and finally the steering wheel released, all with a constant speed 80 km/h).

15

Wpływ luzu i tarcia w układzie kierowniczym na kierowalność samochodu

Lozia Z., Więckowski D., Żardecki D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2008

|

Z. 8

89-120

PL

Luz i tarcie stanowią czynniki, od których zależą bezpośrednio procesy dynamiczne występujące w samochodowych układach kierowniczych podczas kierowania. W artykule zwrócono uwagę na kwestie wpływu luzu miedzyzębnego w przekładni i tarcia w zwrotnicach na "dynamikę poprzeczną" i kierowalność samochodu. Praca ma charakter przeglądowy, z odniesieniami do publikacji obcych, ale przede wszystkim wykorzystuje wyniki badań własnych. Obejmują one badania obiektowe, modele matematyczne oraz symulacje komputerowe testów rzeczywistych.

EN

Backlash (freeplay, clearance) and friction (dry diction with stiction) are important attributes of steering systems. They influent on steering system vibrations as well as on car lateral dynamics and generally on active safety. The paper reports results of testing, mathematical modeling of steering s ystems (type of 2WS and 4WS, classical and with power assistance) and finally some results of simulation studies. Complete list of bibliography is presented too.

16

Metoda modelowania tarcia i zjawiska stick-slip w układzie kierowniczym

Żardecki D.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 6-M

107-117

PL

W niniejszym artykule przedstawiono metodę modelowania tarcia i zjawiska stick-slip w układzie kierowniczym. Istotą metody jest zastosowanie specjalnych odwzorowań przedziałami liniowych luz(...) i tar(...) wraz z ich aparatem matematycznym. Do wyznaczenia opisu stanów przylegania wykorzystano zasadę Gaussa. Dzięki zastosowanemu formalizmowi matematycznemu udało się wprowadzić metody asymptotyczne do redukcji silnie nieliniowych modeli poddawanych uproszczeniom. Metodę tę zastosowano do opracowania serii modeli UK o różnym stopniu szczegółowości dla badań symulacyjnych obejmujących struktury UK: 2WS i 4WS, bez wspomagania i ze wspomaganiem. W artykule zaprezentowano przykładowe modele UK oraz wyniki symulacji służące porównaniu modeli tarcia.

EN

The paper presents a original method of mathematical modelling of friction and stick-slip phenomena in a car steering system. The method is based on the luz(...) and tar(...) piecewise linear projections and their mathematical apparatus. The Gauss' rule was used for description of stick-slip processes. By application of this mathematical formalism, the asymptotic parametric methods might be used for reductions of the models. The method was applied for elaboration of series models of different steering systems (classical and with power assistance, for 2WS as well as 4WS vehicles). An example model as well as example simulation results are presented in the paper. They concern of comparative studies for different friction characteristics.

17

Kierowanie pojazdem drogowym w ujęciu teorii sterowania

Żardecki D.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2007

|

z. 62

323-330

PL

W referacie podjęto próbe opisu procesu kierowania pojazdem drogowym poprzez zastosowanie metodologii i nomenklatury teorii sterowania. Jest to przedtsawione na tle ogólnego opisu funkcjonowania kierowcy w systemie KPD z uwzglednieniem procesów neurofizjologicznych, które istotnie wpływają na dynamikę kierowania.

EN

The paper presents an idea of application of control theory methods for modeling a control of road vehicle. This is shown setting a background of general description of a driver as an element in the Driver-Vehicle-Road System with inclusion neurological process which have an effect on the control dynamics.

18

Static friction indeterminacy problems and modeling of stick-slip phenomenon in discrete dynamic systems

Żardecki D.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2007

|

Vol. 45 nr 2

289-310

EN

The paper presents a new method of modeling of the friction action in discrete dynamic systems in cases of undetermined distribution of static friction forces. This method is based on the Gauss Principle and the piecewise linear luz( ... ) and tar( ... ) projections with their original mathematical apparatus. The derived variable-structure model of a two-body system with three frictional contacts describes the stick-slip phenomenon in detail. The model has an analytical form applicable to standard (without iterations) computational procedures.

PL

W artykule przedstawia się nową metodę modelowania procesów stick-slip w dyskretnych układach dynamicznych z tarciami dopuszczającą nieokreśloność rozkładu sił tarcia statycznego. Metoda opiera się na zasadzie Gaussa oraz wykorzystaniu specjalnych przedziałami liniowych odwzorowań luz(...) i tar(...) z ich oryginalnym aparatem matematycznym. W pracy prezentowane jest szczegółowe wyprowadzenie modelu opisującego stick-slip w układzie 2 masowym z 3 miejscami tarcia. Dzięki zastosowaniu odwzorowań luz(...) i tar(...) modele układów z tarciem mają analityczne formy przystosowane do standardowych procedur symulacyjnych.

19

Nieczułość percepcji i luzy źródłami opóźnień w systemie kierowca - samochód - droga

Żardecki D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2006

|

Z. 84

377-385

PL

Opóźnienia i przesunięcia fazowe stanowią nieodłączne atrybuty w transmisji sygnałów występujących w procesie kierowania samochodem. Opóźnienia w systemie dynamicznymKierowca - Samochód - Droga są szczególnie ważne dla procesu kierowania, gdyż mogą powodować oscylacje przebiegów, a w pewnych sytuacjach nawet ich niestabilność. Źródła opóźnień wynikają z ograniczonych zdolności przetwarzania sygnałów w układzie neurologicznym kierowcy - ale jak się okazuje - nie tylko. W artykule wykazuje się na drodze teoretycznej, co potwierdzają badania symulacyjne, iż przyczyna opóźnień tkwi także w nieliniowych charakterystykach z tzw. strefą martwą, jakie występują w systemie Kierowca - Samochód - Droga. Takie charakterystyki dotyczą opisu nieczułości percepcji informacji przez człowieka, a także funkcjonowania luzu w mechanizmach układu kierowniczego. W modelach badawczych wykorzystano odwzorowania przedziałami liniowe.

EN

Time-lags are typical attributes of a car-handling process signal transmission. Such delays are especially important for the Driver - Car - Road system because they can cause oscillations of the signals, even their instability. Sources of delays appear not only because of data processing in human mind. In the paper one derives that time-lags can be caused by non-linear characteristics with "dead-zone". Such characteristics are presented in the Driver - Car - Road system as descriptions of driver's insensibility as well as of steering mechanism backlash. The theory and calculations base on the piecewise linear approach.

20

Piecewise Linear modeling of friction and stick-Slip phenomenon in discrete dynamical systems

Żardecki D.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 2

255-277

EN

The paper presents an idea and application of a new method of the modeling of mechanical systems with friction. This method is based on the piecewise linear luz(...) and tar(...) projections and their original mathematical apparatus. The presented models of systems with friction describe the stick-slip phenomenon in detail.

PL

W artykule przedstawia się ideę i zastosowanie nowej metody modelowania układów mechanicznych z tarciem. Opracowana metoda bazuje na przedziałami liniowych odwzorowaniach luz ( ... ) i tar ( ... ) oraz ich oryginalnym aparacie matematycznym. Dzięki zastosowaniu odwzorowań luz ( ... ) i tar ( ... ) modele układów z tarciem mają analityczne formy doskonale wyrażające zmiennostrukturalny opis zjawiska "stickslip". Za sprawą aparatu matematycznego luz ( ... ) i tar ( ... ) modele te mogą być przekształcane (np. redukowane) w sposób parametryczny, co stanowi główną zaletę metody.