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

• Autorzy: Więckowski D. , Żardecki D.

Warianty tytułu

EN

Sensitivity analysis of optimized overtaking manoeuvre in consideration of freeplay and dry friction parameters of steering system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

PL

manewr wyprzedzania; luz w przekładni; tarcie suche; tarcie w zwrotnicach; układ kierowniczy; ruch drogowy

EN

overtaking manoeuvre; backlash in steering gear; freeplay; dry friction; friction in king-pins; steering system; road traffic

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 1/77
• Strony: 359--370
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Więckowski D.

autor

Żardecki D.

• Przemysłowy Instytut Motoryzacji

Bibliografia

• [1] Wieckowski D., _ardecki D.: Simulation Studies of Optimized Manoeuvres for Steering System Freeplay and Friction Sensitivity Analysis. Proc. of IAVSD'09, Sztokholm 2009.
• [2] Lozia Z, Wieckowski D., _ardecki D.: Wpływ luzu i tarcia w układzie kierowniczym na kierowalnosc samochodu. Zeszyty Naukowe. Politechnika Swietokrzyska. Nr 8, Kielce 2008, s. 89-120.
• [3] Wierzbicki A.: Modele i wra_liwosc układów sterowania. WNT 1977.
• [4] Żardecki D.: Structural Sensitivity Analysis of Non-Smooth Systems. Proceedings of 9th DSTA Conference on Dynamical Systems - Theory and Applicaltions, Łódz 2007, Vol.1., s.489-496.
• [5] Żardecki D.: Piecewise Linear luz(...) and tar(...) Projections. Part 1 - Theoretical Background. Part 2 - Application in Modeling of Dynamic Systems with Freeplay and Friction. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2006, Vol.44, Nr 1, s.163-202.
• [6] Żardecki D.: Modelowanie luzu i tarcia oparte na odwzorowaniach luz(...) i tar(...) - podstawy teoretyczne i zastosowanie w symulacji drgan nieliniowych w układach kierowniczych samochodów. (Rozprawa habilitacyjna). Wyd. WAT, Warszawa 2007.
• [7] Żardecki D.: Sensitivity Analysis of Steering System Model. Journal of KONES Powertrain and Transport, 2009, Vol.16, No.1, s.571-581.
• [8] Wieckowski D.: Optymalizacja wymuszenia działajacego na kierownice ze wzgledu nakryterium poprawnosci wykonywania typowych manewrów w ruchu samochodu. Rozprawa doktorska. Politechnika Swietokrzyska, Kielce 2006.
• [9] Stańczyk T., Wieckowski D.: Ocena poprawnosci wykonania typowych manewrów w ruchu samochodu. Zeszyty Naukowe Politechniki Swietokrzyskiej. Mechanika 84, 2006, s.293-304.