Παραμετρική μοντελοποιήση και ανάλυση πειραματικών ταλαντωτικών σημάτων σε τροχοφόρα οχήματα με ανάλυση της επίδρασης του φαινομένου φιλτραρίσματος του μεταξονίου
Loading...
Date
2023-10
Authors
Σχοινάς, Ιωάννης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα εργασία εστιάζει στο πρόβλημα αναγνώρισης και μοντελοποίησης των δυναμικών χαρακτηριστικών του
συστήματος ανάρτησης – σασί οχημάτων δρόμου χρησιμοποιώντας παραμετρικές μεθόδους ανάλυσης με
χρονοσειρές. Η διέγερση του συστήματος οφείλεται στην τραχύτητα του οδοστρώματος, ενώ για την ανάλυση
χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σήματα απόκρισης από δύο επιταχυνσιόμετρα, τοποθετημένα στο σασί κατά μήκος
του μεταξονίου από την μια πλευρά του οχήματος. Η απόκριση του συστήματος εξαρτάται, τόσο από την τραχύτητα
του οδοστρώματος, όσο και από την ταχύτητα του οχήματος, γεγονός το οποίο αναφέρεται στην βιβλιογραφία ως
φαινόμενο Wheelbase Filtering (WF). Το Wheelbase Filtering παρουσιάζεται σε όλα τροχοφόρα οχήματα και
οφείλεται στην χρονική καθυστέρηση μεταξύ της διέγερσης των μπροστά και πίσω τροχών σε κάθε πλευρά του
οχήματος από το οδόστρωμα, ενώ έχει ως αποτέλεσμα: α) την εμφάνιση αποτόμων περιοδικών αντισυχνοτήτων, και
β) την επικάλυψη των δυναμικών χαρακτηριστικών του συστήματος, στο εκτιμώμενο φάσμα κάθε σήματος.
Παράλληλα, προβλέπονται δύο σημαντικές δομικές/κατασκευαστικές συνθήκες, από τους που πρέπει να
λαμβάνονται κατά την παραμετρική μοντελοποιήση του συστήματος: α) η τάξη της διέγερσης προβλέπεται να είναι
μεγαλύτερη από την τάξη της απόκρισης και εξαρτάται από την ταχύτητα του οχήματος, και β) σε χαμηλές ταχύτητες
μπορεί να εμφανίζονται ενδιάμεσοι μηδενικοί όροι στους όρους της διέγερσης. Τα σήματα επιτάχυνσης λαμβάνονται
για ταχύτητες: 45, 52, 65 και 72 km/h, σε δύο διαφορετικές κατηγορίες δρόμων: α) έναν αυτοκινητόδρομο με καλή
ποιότητα οδοστρώματος, και β) έναν επαρχιακό δρόμο, στον οποίο κυριαρχούν τόσο υψηλή τραχύτητα, καθώς και
απότομές βυθίσεις (λακκούβες). Το πρώτο μέρος της εργασίας αφιερώνεται σε εκτενή μελέτη της επίδρασης των δύο
βασικότερων αβεβαιοτήτων κατά την διάρκεια του πειράματος, στην ταχύτητα του οχήματος και στα δυναμικά
χαρακτηριστικά του οδοστρώματος. Αποδεικνύεται ότι εξαιτίας αυτών το κάθε σήμα εμφανίζει: α) μη-στάσιμη, και
β) μη-κανονική συμπεριφορά όσον αφορά τα σήματα από τον επαρχιακό δρόμο. Το δεύτερο μέρος αφιερώνεται στην
προσπάθεια μοντελοποίησης του συστήματος με μοντέλα AR, ARMA και της ειδικής κατηγορίας WF-ARMA. Από τα
αποτελέσματα γίνεται εμφανές ότι, όλα τα μοντέλα εμφανίζουν σχετικά αρκετά μεγάλες αποκλίσεις κατά την
πρόβλεψη σε σχέση με τις πραγματικές τιμές του σήματος, παρόλα αυτά η σύγκλιση των μοντέλων AR και WF-ARMA
με το μη παραμετρικό φάσμα φαίνεται να είναι ικανοποιητική. Παράλληλα, στην παρούσα εργασία γίνεται
προσπάθεια εξαγωγής των δυναμικών χαρακτηριστικών (πόλων και μηδενιστών) του συστήματος μέσω των
μοντέλων WF-ARMA, από την οποία τελικά δύνανται να εκτιμηθούν μόνο οι πόλοι του συστήματος στις χαμηλότερες
συχνότητες, οι οποίοι αντιστοιχούν στις βασικές κινήσεις του σασί (κατακόρυφη κίνηση, πρόνευση και διατοιχισμός)
και της κατακόρυφης ταλάντωσης των τροχών του εν κινήσει οχήματος.
Description
Keywords
Οχήματα δρόμου, Φαινόμενο wheelbase filtering, Αβεβαιότητες κατά τη διαδρομή, Ποιότητα οδοστρώματος, Ταχύτητα οχήματος, Παραμετρική μοντελοποιήση, Μοντέλα WF-ARMA