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Adaptive Modelle für die Kraftfahrzeugdynamik by Dr.-Ing. Christoph Halfmann, Dr.-Ing. Henning Holzmann

By Dr.-Ing. Christoph Halfmann, Dr.-Ing. Henning Holzmann (auth.)

Echtzeitfähige und genaue Simulationsmodelle der Kraftfahrzeugdynamik für die Weiterentwicklung der Regelung und Diagnose bei Kraftfahrzeugen können nahezu optimale Simulationsergebnisse erreichen, wenn die Modelle an Veränderungen von Fahrzeugparametern oder Umgebungsbedingungen automatisch adaptiert werden. Die Kombination eines physikalischen Fahrzeugmodells mit Parameterschätzverfahren und Neuronalen Netzen ermöglicht eine signifikante Verbesserung der Simulationsqualität gegenüber konventionellen Kfz-Simulationsmodellen. Für die praktische Umsetzung werden die Vorteile des adaptiven Modellkonzepts an mehreren Anwendungsbeispielen gezeigt, zusätzlich wird auf die Echtzeitimplementierung des adaptiven Modells im Versuchsfahrzeug eingegangen.

Die Erkenntnisse betreffen die Kraftfahrzeugdynamik, die Modellbildung und Simulationstechnik, sowie Identifikationsverfahren, modellbasierte Entwicklungen und swift Prototyping. Das Buch richtet sich an Fachleute der Gebiete Fahrzeugtechnik, Mechatronik, Regelungstechnik, Systemdynamik und Simulationstechnik; die Konzepte zur adaptiven Modellbildung sind auch auf andere technische Disziplinen übertragbar.

Christoph Halfmann

Studium der Elektrotechnik, Steuer- und Regelungstechnik, an der Universität Karlsruhe (TH), Diplom-Ingenieur 1994, anschließend wissenschaftlicher Mitarbeiter von Prof. Isermann am Institut für Automatisierungstechnik (Regelungstechnik und Prozessautomatisierung) der Technischen Universität Darmstadt. 2001 merchandising zum Dr.-Ing. an der Technischen Universität Darmstadt. Seit 2000 bei der EvoBus GmbH in Mannheim, middle Elektrik/Elektronik, tätig in der Entwicklung.

Henning Holzmann

Studium der Elektrotechnik, Regelungstechnik, an der Technischen Universität Darmstadt und an der college of London, Diplom-Ingenieur 1994, anschließend wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Prof. Isermann am Institut für Automatisierungstechnik (Regelungstechnik und Prozessautomatisierung) der Technischen Universität Darmstadt. 2001 merchandising zum Dr.-Ing. an der Technischen Universität Darmstadt. Von 2000 bis 2002 Projektgruppenleiter für Modellbasierte Softwareentwicklung bei T-Systems. Seit 2003 Leiter Chassis regulate structures Simulation bei der Adam OPEL AG in Rüsselsheim.

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1956 veroffentlichten Lax und Richtmyer [6 eine Arbeit, in der unter Benutzung funktionalanalytischer Hilfsmittel die Struktur des Konvergenzverhaltens von Differenzapproximationen fur eine grosse Klasse linearer Anfangswertaufgaben bei partiellen Differential gleichungen aufgeklart werden konnte. Insbesondere konnte der Satz uber die Aquivalenz der numerischen Stabilitat mit der punktweisen Konvergenz eines mit der gegebenen Anfangswertaufgabe konsistenten Differenzenverfahrens weitestgehend unabhangig von dem der Aufga benstellung zugrundeliegenden normierten Raum und unabhangig vom Typ der approximierten Aufgabe formuliert werden.

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Komponenten erfolgt, gemäß den Prinzipien von Newton und Euler (Kortüm u. Lugner 1994) mit Hilfe phänomenolog phänomenologischer (lserischer und konstitutiver Gleichungen (l sermann 1999). ittZur Verknüpfung der Teilmodelle zum Gesamtmodell Gesamtmodell werden an den Schn Schnittstellen zwischen den einzelnen Teilmod ellen Bilanzgleichungen Teilmodellen Bilanzgleichungen aufgestellt, in Energieströme welche die an der Schnittstelle Schnitt stelle ausgetauschten Energi estr öme (Leistungen) nach dem Ursache-Wirkung-Prinzip Ursache- Wirkung- Prinzip eingehen.

IH SYL . FNRYR=CR o( ZRYR-ZSYR ) + d R ( ZRYR-ZSYR +m og o - o - , I sY O FNRHL = . ) I y SHR c R · ( ZRHL -ZSHL ) + d R ( ZRHL - ZSHL +mog o - o--, I sH (3021) O . 0) I y S Hl FNRHR =cR o( ZRHR-ZSHR ) + d R ( ZRHR-ZSHR +mog o - o - -" . I sH O In GI. 21) bezeichnen die Parameter Iv und IH, sowie SVL, SVR, SHL und SHR die Abstände des Fahrzeugschwerpunktes zur Vorder- bzw. zur Hinterachse sowie zur Spur vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts. Die Parameter I, Sv und SH bezeichnen den Radstand und die Spurweite der Vorder- bzw , der Hinterachse des Fahrzeugs (vgl.

Dieser lässt sich aus dem Lenkrollhalbmesser ri. und dem Spreizungswinkel o berechnen. 17) Abb. 12. Definition der Nachlaufstrecken . des Lenkrollhalbmessers sowie des Nachlaufund des Spreizungswinkels 36 3 Modellbildung der Fahrzeugdynamik Mit den GIn. 17) lassen sich die kinematischen Lenkwinkel der Vorderräder angeben, welche im stationären Fall die Einschlagwinkel der Vorderräder darstellen . Im instationären Betrieb treten zusätzliche Radeinschläge auf, die durch die dynamischen Bewegungen der Radträger verursacht werden .

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