Gépjármű irányítás

Dr. Bokor, József

Dr. Gáspár, Péter

Dr. Szabó, Zoltán

A tananyag a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0042 azonosító számú „ Mechatronikai mérnök MSc tananyagfejlesztés ” projekt keretében készült. A tananyagfejlesztés az Európai Unió támogatásával és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.

A kiadásért felel a(z): BME MOGI

Felelős szerkesztő: BME MOGI

ISBN 978-963-313-174-9

2014


Tartalom
1. Bevezetés
1.1. A rendszer modellezés általános elvei
1.2. Newton-Lagrange modellezés
1.3. Átviteli függvény
1.4. Az állapottér elmélet alapjai
1.5. Minőségi tulajdonságok elemzése
1.5.1. Időtartományi jellemzők
1.5.1.1. Frekvencia tartományi jellemzők
1.6. Érzékenységfüggvény
1.7. Aszimptotikus jelkövetés
1.7.1. Egységugrás bemenetre adott válaszfüggvény
1.7.1.1. Egységsebesség bemenetre adott válaszfüggvény
1.8. Zavarkompenzálás
2. Modellezés mért jelek alapján
2.1. Grey-box modellezés
2.2. Identifikálhatóság
3. Bizonytalanságok modellezése
3.1. Bizonytalansági modellek
3.2. M- struktúra
3.3. Robusztus stabilitás, robusztus performancia
3.4. Robusztus stabilitás vizsgálat
3.5. Kis erősítések tétele
3.6. Robusztus performancia analízis
3.7. Struktúrált bizonytalanság
3.8. Struktúrált szinguláris érték
3.9. Struktúrált szinguláris érték analízise
3.10. Struktúrált szinguláris érték: szintézis
3.10.1. A iteráció
4. Hosszirányú modellezés és irányítás
4.1. Tapadás és csúszás modellezése
4.2. Kerék és út
4.2.1. Kerékre ható erők és nyomatékok
4.2.2. A kerék kinematikája
4.3. Erőátvitel modellezés
4.4. Kerékmodellek
4.5. Egyszerű hosszirányú jármű modell
4.5.1. Példa: vasúti kerék szimulált fékezése
4.6. Sebesség és távolságtartó irányítások
4.6.1. Állapot szeparálás módszere
4.6.1.1. Struktúra módosítás
5. Keresztirányú modellezés és irányítás
5.1. ABS (Anti-lock Braking System) rendszerek
5.2. ESP irányítás
5.2.1. Differenciális fékezés
5.3. ROP irányítás
6. Vertikális modellezés és irányítás
6.1. Vertikális dinamika modellezése
6.1.1. Modellbizonytalanság
6.2. Útgerjesztés modellezése
6.2.1. Determinisztikus útgerjesztés
6.2.1.1. Sztochasztikus útgerjesztés
6.2.1.2. Útprofilok szimulációja
6.3. Aktív felfüggesztés
6.3.1. LQ optimális tervezés
6.4. Félaktív felfüggesztés
6.5. Kétszintű tervezés
6.5.1. A felfüggesztés szabályozás-orientált modellezése
6.5.2. A hidraulikus beavatkozó modellezése
6.6. A magas szintű szabályozási feladat
6.7. Az alacsony szintű vezérlő tervezése nemlineáris módszerekkel
6.7.1. A beavatkozó backstepping alapú tervezése
6.7.2. Visszacsatolásos linearizálás módszere a beavatkozó alrendszerben
6.8. Szimulációs példák
7. Integrált irányítások tervezése
7.1. Bevezetés és motiváció
7.2. A járműdinamika irányítás-orientált modellezése
7.2.1. Jármű modellezés
7.2.2. Performancia specifikációk és szabályozótervezés
7.3. A lokális irányítási rendszerek trervezése
7.3.1. A fékrendszer
7.3.2. A kormányzó rendszer tervezése
7.3.3. A felfüggesztési rendszer tervezése
7.3.4. Beavatkozók megválasztása
7.4. Hibatűrő rendszer tervezése
7.5. Szimulációs példák
7.5.1. A hibadetektálás illusztrálása
7.5.2. Hibatűrő szabályozás illusztrálása
7.5.3. A beavatkozók kiválasztásának szemléltetése
Az ábrák listája
1.1. Időtartományi jellemzők
1.2. Időtartományi jellemzők
1.3. Időtartományi jellemzők
2.1. Negyedjármű modell
3.1. P-K-Delta struktúra
3.2. Kis erősités kapcsolat
3.3. Súlyozott kis erősités kapcsolat
3.4. Robusztus performancia es stabilitás
3.5. Robust performance analysis
3.6. Egy lengőrendszer dinamikájának modellezése
3.7. A parametrikus bizonytalanságok modellezése
3.8. Lengőrendszer modellezése parametrikus bizonytalanságokkal
3.9. Lengőrendszer modellje
3.10. Lengőrendszer modellje a bizonytalanságokkal
3.11. Parametrikus bizonytalanságok hatása a Bode diagramra
3.12. D-K iteráció
4.1. Gördülési ellenállás
4.2. Erőhatások
4.3. Gördülési ellenállási tényező
4.4. Kerékösszetartás
4.5. Kanyarellenállás
4.6. Áramlási sebesség
4.7. Koordináta rendszerek és kerék erők
4.8. Kerékdőlési szög
4.9. Kontakt pont sebessége
4.10. Kerék kinematikája
4.11. Komplex kerék modell
4.12. Valós és modellezett adhéziós görbe
4.13. Szimuláció:
4.14. Szimuláció: jelek
4.15. Összetett szabályozási séma
4.16. Követési feladat
4.17. Oszlopban haladó járművek
4.18. Adaptív string
4.19. A megoldás szimulációja
4.20. Struktúra modosítása
4.21. Az 5.2 példa megoldása
5.1. Szimulációs jelek
5.2. split
5.3. Kanyarodás közbeni fékezés
5.4. Legyezési stabilitás
5.5. Keresztirányú szabályozási séma
5.6. Differenciális fékezés
5.7. Kormányszög
5.8. Keresztirányú dinamika modellje
5.9. Keresztirányú stabilitás
5.10. Kanyarodási manőver
5.11. Kikerülési manőver
5.12. Előzési manőver
5.13. Kanyarodási manőver
5.14. Előzési manőver
5.15. Kritikus helyzet
5.16. Kritikus helyzet
5.17. Kritikus helyzet
5.18. Kritikus helyzet
5.19. Bicikli modell
6.1. Felfüggesztési modellek
6.2. Negyedjármű modell
6.3. Teljes jármű modellje
6.4. A teljes jármű rugózott tömegének az útgerjesztésre adott frekvencia válasza
6.5. A teljes jármű rugózott tömegének a bemenőjelre adott frekvencia válasza
6.6. Busz vázszerkezetének modellje
6.7. Végeselem modell
6.8. A teljes jármű rugózott tömegének az útgerjesztésre adott frekvencia válasza
6.9. rugóállandójának hatása
6.10. A rugóállandójának hatása
6.11. A rugóállandójának hatása
6.12. A nemlinearitás hatása
6.13. Lineáris és nemlineáris rendszerek összehasonlítása
6.14. Bukkanó modellezése
6.15. Egy tipikus modell harmonikus gerjesztéssel
6.16. Gerjesztőjel a szimulációkban
6.17. Gyorsulás és relatív elmozdulás
6.18. Spektrális sűrűségfüggvény közelítése
6.19. Példák útgerjesztés szimulálására / km/h
6.20. Felfüggesztés passzív, félaktív és aktív csillapítással
6.21. Aktív felfüggesztés hatása
6.22. Aktív felfüggesztés megvalósítása a BME laboratóriumban
6.23. Felfüggesztési rendszer működése rossz minőségű úton
6.24. A beavatkozóra kiadott irányítás és a szelep elmozdulás közötti kapcsolat
6.25. Az optimalizációs feladatban a lengéskényelmet javítjuk a többi minőségi jellemző rovására.
6.26. Az optimalizációs feladatban minden minőségi jellemzőt figyelembe vesszük
6.27. Az optimalizációs feladatban az úttartás minőségét javítjuk.
6.28. Az irányitás tervezése során a feladat a minőségi tulajdonságok közötti összhang megteremtése
6.29. Az irányitás tervezése során a feladat a minőségi tulajdonságok közötti összhang megteremtése
6.30. Az irányitás tervezése során a feladat a minőségi tulajdonságok közötti összhang megteremtése
6.31. Időtartományi vizsgálat végeselem modell alapján. Szimmetrikus bemenőjel esete
6.32. Időtartományi vizsgálat végeselem modell alapján. Aszimmetrikus bemenőjel esete
6.33. Időtartományi vizsgálat végeselem modell és véletlenszerű útprofil alapján
6.34. Félaktív felfüggesztés beavatkozói
6.35. Félaktív felfüggesztési modell
6.36. Félaktív felfüggesztés: erők
6.37. függése a relatív sebességtől
6.38. A teljes jármű modell
6.39. A zárt kör szerkezete
6.40. A zárt hurok részletes felépítése
6.41. Az irányított rendszer válaszfüggvényei felső szintű vezérlőt használva (folytonos:integrált, szaggatott:független)
6.42. Az irányított rendszer válasza felső szintű vezérlőt használva (folytonos:LPV, szaggatott:lineáris, pontozott:passzív)
6.43. Az irányított rendszer válasza felső szintű vezérlőt használva aszfalton (folytonos:LPV, szaggatott:lineáris, pontozott:passzív)
6.44. Az irányított rendszer empírikus frekvencia tartományi válaszfüggvényei felső szintű vezérlőt használva aszfalton (folytonos:LPV, szaggatott:lineáris, pontozott:passzív)
6.45. A nemlineáris jelkövető tervezés tulajdonságainak analízise (folytonos:backstepping módszer, szaggatott:feedback-linearizációs módszer)
6.46. A beavatkozó modell paraméterének hatása a backstepping módszerben (folytonos: , szaggatott: )
7.1. Legyező, dőlési és bólintó mozgások
7.2. A zárt kör kapcsolási struktúrája
7.3. A zárt kör szerkezete
7.4. Paraméter-függő erősítés a fékvezérlés tervezéséhez
7.5. A fékrendszer paraméter-függő súlyozása
7.6. Paraméter-függő erősítés a felfüggesztéshez
7.7. Példa a beavatkozók megválasztására
7.8. FDI szűrő tervezése
7.9. Az FDI szűrő működése
7.10. Beavatkozók megválasztásának hatása
7.11. Beavatkozók megválasztásának hatása
7.12. Kanyarodáskor adott válaszok
7.13. Az újrakonfigurálható rendszer viselkedése
7.14. A hibarűrő rendszer működése
7.15. Beavatkozók megválasztásának hatása
A táblázatok listája
6.1. A felfüggesztési rendszer paraméterei