Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

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.

3

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.

4

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.

5

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.

6

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).

7

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.