Optymalizacja dynamiczna ruchu pojazdu wieloczłonowego z zastosowaniem szeregu Fouriera

• Autorzy: Augustynek K. , Warwas K.

Warianty tytułu

EN

Dynamic optimisation of an articulated vehicle motion with application of Fourier series

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę wyznaczania optymalnych momentów hamujących działających na koła pojazdu w sytuacji niebezpiecznej. Analizowana jest jazda po łuku pojazdu wieloczłonowego. W trakcie manewru nominalna trajektoria zostaje zakłócona przez przeszkodę i pojazd wykonuje operację zmiany pasa jezdni. Sytuacja taka jest niebezpieczna i często prowadzi do wywrócenia się zestawu wieloczłonowego. Aby zapobiec takiej sytuacji wyznacza się optymalne momenty hamujące, mające za zadanie nie dopuścić do wywrócenia się pojazdu. W niniejszej pracy do modelowania przebiegów momentów hamujących zastosowano szereg Fouriera, którego amplitudy są wyznaczane poprzez rozwiązanie zadania optymalizacji dynamicznej. Do rozwiązania zadania optymalizacji dynamicznej zastosowano gradientowe i stochastyczne metody optymalizacji. Przedstawiono porównanie wyników otrzymanych za pomocą różnych metod optymalizacji oraz wyniki uzyskane w przypadku modelowania momentów hamujących z użyciem funkcji sklejanych.

EN

The paper presents a method of determining the optimal braking torque acting on the wheels of the vehicle in critical situations. It has been analysed a articulated vehicle motion during cornering. During the maneuver, the nominal trajectory is disturbed by the obstacle and the vehicle performs lane changing. Such a situation is dangerous and it can lead to roll-over of the vehicle. In order to prevent such situations optimal braking torques have been calculated to restore stability of the articulated vehicle. Courses of the braking torques have been modeled by means of the Fourier series. Amplitudes of the series have been calculated by solving dynamic optimisation task. In order to solve this task different gradient and stochastic optimisation methods have been applied. The paper presents a comparison of results obtained using different optimisation methods and the results obtained when courses of braking torques have been modeled by means of cubic spline functions.

Słowa kluczowe

PL

szeregi Fouriera; momenty hamujące; optymalizacja dynamiczna

EN

Fourier series; braking torque; dynamic optimisation

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 6
• Strony: 751--756
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Augustynek K.

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

autor

Warwas K.

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

Bibliografia

• 1. Huang H. H., Controller design for stability and rollover prevention of multi-body ground vehicles with uncertain dynamics and faults, PhD Thesis, Graduate School of The Ohio State University, Ohio, 2009.
• 2. Yedavalli R. K., Robust stability and control of multi-body ground vehicles with uncertain dynamics and failures, Technical Report, Ohio State University Research Foundation, Ohio, 2010.
• 3. Carlson C. R., Gerdes J. C., Optimal rollover prevention with steer by wire and differential braking, In Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Washington, 2003.
• 4. Shariatmadar S. M., Manteghi M., Tajdari M., Enhancement of Articulated Heavy Vehicle Stability by Optimal Linear Quadratic Regulator (LQR) Controller of Roll-yaw Dynamics, „International Journal of Automotive Engineering”, Vol. 2, Number 2, 2012.
• 5. Forkenbrock G. J., Garrot W., Heitz M., O’Harra B. C., A comprehensive experimental examination of test maneuvers that may induce on-road, untripped, light vehicle rollover - phase iv of nhtsa’s light vehicle rollover research program, Technical Report. National Highway Traffic Safety Administration, 2002.
• 6. Sawicki J., MAN systemy wspomagania kierowcy, „TRANS-PORT - Technika Motoryzacyjna” 2003, pp. 20-23.
• 7. Warwas K., Analiza i sterowanie ruchem pojazdów wieloczłonowych z uwzględnieniem podatności elementów, Praca doktorska, Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała, 2008.
• 8. Wojciech S., Zastosowanie współrzędnych złączowych i przekształceń jednorodnych w modelowaniu dynamiki pojazdów, Zeszyty Naukowe, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Samochodów Małolitrażowych BOSMAL, Bielsko-Biała, 2007.
• 9. García de Jalón J., Bayo E., Kinematic and Dynamic Simulation of Multibody Systems: The Real-Time challenge, Springer-Verlag, New-York, 1994.
• 10. Pedregal P., Introduction to Optimization, Springer-Verlag Inc., 2004.
• 11. Press W., Teukolsky S., Vetterling W., Flannery B., Numerical Recipes 3rd Edition: The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press, 2007.
• 12. Luersen M., Le Riche R., Globalized Nelder–Mead Method for Engineering Optimization, „Computers and Structures”, 2004, pp. 2251-2260.
• 13. Sivanandam S.N., Deepa S.N., Introduction to Genetic Algorithms, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Berlin, 2008.
• 14. Clerc M., From Theory to Practice in Particle Swarm Optimization, Handbook on Swarm Intelligence, Vol. 8, 2010, pp. 3-36.
• 15. Brzozowski K., Warwas K, An application of a hybrid algorithm to identification of parameters of semi-empirical model describing a real process, IDAACS'2009 : Inteligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems : Technology and Appllication : Proceedings of the Fife IEEE Workshop, Rende (Cosenza) Italy, September 21-23, 2009, pp. 473-477.

Uwagi

PL

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