Zastosowanie metody PSO w optymalizacji ruchu samochodu osobowego

• Autorzy: Augustynek K. , Warwas K.

Warianty tytułu

EN

An application of PSO method in a motion optimization of a passenger car

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę optymalizacji ruchu samochodu osobowego podczas jazdy po nawierzchni o zmiennej przyczepności. Model matematyczny pojazdu sformułowano, korzystając w zapisie z transformacji jednorodnych oraz współrzędnych złączowych. Podczas optymalizacji dobierano przebieg momentów hamujących działających na poszczególne koła pojazdu, tak aby zapewnić utrzymanie się pojazdu w szerokości jezdni. Do rozwiązania zadania optymalizacji dynamicznej zastosowano nowatorską metodę PSO (Particle Swarm Optimisation). Metoda ta, w odróżnieniu od klasycznych gradientowych metod optymalizacji, umożliwia znajdowanie rozwiązań globalnie optymalnych. W pracy przedstawiono wnioski wypływające z uzyskanych wyników oraz zastosowanej metody optymalizacji.

EN

The paper presents a method of passenger car motion optimisation while driving on the road surface with variable friction. A mathematical model of the vehicle has been formulated with using homogenous transformation and joint coordinates. In order to maintenance position of the vehicle in the width of the road optimisation problem has been formulated and solved. During optimisation braking torques courses applied to each wheel of the car have been determined. In order to solve dynamic optimisation problem an innovative Particle Swarm Optimisation (PSO) method has been applied. This method, in contrast to the classical gradient optimisation methods, allows us to find global optimal solution. Results obtained during numerical simulations have been presented and discussed.

Słowa kluczowe

PL

samochód osobowy; modelowanie komputerowe; optymalizacja dynamiczna; particle swarm optimization

EN

passenger car; numerical simulation; dynamic optimisation; particle swarm optimization (PSO)

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 27, nr 58
• Strony: 5--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Augustynek K.

• Katedra Informatyki i Automatyki, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

autor

Warwas K.

• Katedra Informatyki i Automatyki, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Bibliografia

• 1. Adamiec-Wójcik I.: Modelling dynamics of multibody systems using homogenous transformations. Bielsko-Biała: Wyd. ATH, 2003.
• 2. Bauchau O. A.: Flexible multibody dynamics, solid mechanics and its applications. Springer Netherlands, 2011.
• 3. Chodnicki P., Guzek M., Lozia Z., Mackiewicz W., Stegienka I.: AutoPW – wirtualne środowisko badań kierowców. „Czasopismo Techniczne”, Mechanika,2008, z. 10 (105), z. 6-M/2008, s. 29-38.
• 4. Clerc M.: From theory to practice in particle swarm optimization. Handbook on Swarm Intelligence, 2010, Vol. 8, , p. 3-36.
• 5. Gajek A., Walczak S.: Analiza możliwości oceny współczynnika przyczepności między kołem a jezdnią podczas hamowania prostoliniowego. „Archiwum Motoryzacji”, 2006,nr 2, p. 103-115.
• 6. García de Jalón J., Bayo E.: Kinematic and dynamic simulation of multibody systems: the real-time challenge. New York: Springer-Verlag, 1994.
• 7. Grzegożek W., Adamiec-Wójcik I., Wojciech S.: Komputerowe modelowanie dynamiki pojazdów samochodowych. Kraków: Wyd. Pol. Krak., 2003.
• 8. Hassan R., Cohanim B., De Weck O., Venter G.: Comparison of particle swarm optimization and the genetic algorithm. In: 46th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference”, Texas, 2005.
• 9. Banasik P.: Conversion between Cartesian and geodetic coordinates on a rotational ellipsoid by solving a system of nonlinear equations. „Geodesy and Cartography”, 2011, Vol. 60, No 2, p. 145-159.
• 10. Lozia Z.: Modele symulacyjne ruchu i dynamiki dwóch pojazdów uprzywilejowanych. „Czasopismo Techniczne”, 2012, z. 8, Mechanika, zeszyt 3-M/2012, s. 19-34.
• 11. Lozia Z.: Szacowanie wystąpienia zagrożenia wypadkiem w postaci przewrócenia się pojazdu kołowego na bok. „Autobusy: Technika, eksploatacja, systemy transportowe” 2015, nr 6, s. 142-147.
• 12. Lundahl K.: Modeling and optimization for critical vehicle maneuvers. Linköping studies in science and technology thesis, 2013, No. 1608.
• 13. Michalski R.: Modelowanie bezpieczeństwa pojazdów samochodowych. „Logistyka”, 2010, 4, [CD].
• 14. Parczewski K., Wnęk H.: Wykorzystanie przyczepności podczas hamowania pojazdu. „Eksploatacja i Niezawodność : Maintenance and Reliability”, 2012, No. 2, Vol. 14, s. 176-180.
• 15. Parsopoulos K., Vrahatis M.: Particle swarm optimization and intelligence: advances and applications, IGI Global, 2010.
• 16. Pedregal P.: Introduction to optimization. Springer-Verlag Inc., 2004.
• 17. Press W., Teukolsky W., Vetterling S., Flannery W. B.: Numerical recipes: the art of scientific computing.3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
• 18. Sahnehsaraei M., Mahmoodabadi M., Taherkhorsandi M., Castillo K., Yazdi S.: A hybrid global optimization algorithm: particle swarm optimization in association with a genetic algorithm. Complex System Modelling and Control Through Intelligent Soft Computations. Springer, 2015, IX.863, p.45.
• 19. Sivanandam S.N., Deepa S. N.: Introduction to genetic algorithms. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2008.
• 20. Szczotka M., Tengler S., Wojciech S.: Numerical effectiveness of models and methods of integration of the equations of motion of a car. „Differential Equations and Nonlinear Mechanics”, Hindawi Publishing Corporation, 2007, Article ID 49157, 13 pp.
• 21. Szczotka M., Wojciech S.: Application of joint coordinates and homogeneous transformations to modeling of vehicle dynamics. „Nonlinear Dynamics” 2008, Vol. 52, Iss. 4, p. 377-393.
• 22. Szumska E., Młodzińska D., Jurecki R.: Wpływ stanu nawierzchni drogi na skuteczność hamowania pojazdu. „Logistyka” 2014, 6, s. 10430-10439.
• 23. Warwas K.: Analiza i sterowanie ruchem pojazdów wieloczłonowych z uwzględnieniem podatności elementów. Praca doktorska. Bielsko-Biała: ATH, 2009.
• 24. Warwas K., Augustynek K.: Dynamic optimisation of articulated vehicle motion for control of stability in critical situation. In: IDAACS 2015: 8th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications 2015, Vol. 1, p. 232-237.
• 25. Wittbrodt E., Adamiec-Wójcik I., Wojciech S.: Dynamics of flexible multibody systems, rigid finite element method. Springer 2006.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.