Analytické metody v motorsportu

Podobné dokumenty
Analytické metody v motorsportu

Analytické metody v motorsportu

Optimalizace regulačního algoritmu MR tlumiče

Optimalizace regulačního algoritmu MR tlumiče

Optimalizace regulačního algoritmu MR tlumiče

Sledování technického stavu závěsu kola

HYBRIDNÍ NÁVRH DÍLŮ PRO ADITIVNÍ ZPŮSOB VÝROBY

Snižování hlukové emise moderní automobilové převodovky. Prezentace: Pojednání ke státní doktorské zkoušce Ing. Milan Klapka

Statistika. Regresní a korelační analýza Úvod do problému. Roman Biskup

Úvodem Dříve les než stromy 3 Operace s maticemi

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

Prostorová variabilita

1. Číselné posloupnosti - Definice posloupnosti, základní vlastnosti, operace s posloupnostmi, limita posloupnosti, vlastnosti limit posloupností,

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - Kolokvium Božek 2012, Roztoky -

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování ANALYTICKÉ METODY V MOTORSPORTU ANALYTICAL METHODS IN MOTORSPORT

[D] Konstrukční a procesní inženýrství.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

různé typy přehledových studií integrativní typ snaha o zobecnění výsledků z množství studií

Regresní analýza. Eva Jarošová

DIPLOMOVÁ PRÁCE Nelineární řízení magnetického ložiska

LINEÁRNÍ REGRESE. Lineární regresní model

Kalkulace závažnosti komorbidit a komplikací pro CZ-DRG

DIAGNOSTICKÝ SYTÉM M PRO KONTROLU ITÍM M METODY AKUSICKÉ EMISE

Design of Experiment (DOE) Petr Misák. Brno 2017

Diagnostika podvozku motocyklu.

Regresní analýza 1. Regresní analýza

RNDr. Eva Janoušová doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr.

WP25: Pokročilé zkušební metody pro spalovací motory a hnací řetězec Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku

WP22: Human Centered Cabin Design (modely lidských faktorů a optimalizace hardwaru kabiny) Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku

MATEMATIKA III V PŘÍKLADECH

Téma 9: Vícenásobná regrese

EKONOMETRIE 7. přednáška Fáze ekonometrické analýzy

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - 7. GSŘ 2015, Herbertov 6. a

OSA. maximalizace minimalizace 1/22

Vysoké učení technické v Brně Brno University of Technology. v motorsportu. Disertační práce Dissertation Thesis

TLUMIČ ODPRUŽENÍ jako prvek ovlivňující jízdní vlastnosti automobilu

Provozní pevnost a životnost dopravní techniky. - úvod do předmětu

Regresní a korelační analýza

SEMI-AKTIVNĚ ŘÍZENÉ TLUMENÍ PODVOZKU VYSOKORYCHLOSTNÍHO VLAKU

v akademickém roku 2009/2010 Ústav konstruování, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

3. Mechanická převodná ústrojí

Snižování hlukové emise moderní automobilové převodovky

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - Kolokvium Božek 2014, Roztoky -

EVALUACE OP V LETECH VÝSLEDKY META-EVALUAČNÍHO ŠETŘENÍ Mgr. Jiří Remr, Ph.D., MBA

Ing. Martin Šindelář. Téma disertační práce: SLEDOVÁNÍ TECHNICKÉHO STAVU ZÁVĚSU KOLA VOZIDLA. Školitel: Doc. Ing. Ivan Mazůrek CSc.

Interakce úrovně vzdělání a faktoru nezaměstnanosti v hospodářsky slabých a silných obcích České republiky

Plánování experimentu

Statistická analýza jednorozměrných dat

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

Dopravní inženýrství. Přednáška 6 Prognóza dopravy. Doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D. Katedra dopravního stavitelství, Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Plánování experimentu

4EK211 Základy ekonometrie

POLYNOMICKÁ REGRESE. Jedná se o regresní model, který je lineární v parametrech, ale popisuje nelineární závislost mezi proměnnými.

vzorek vzorek

Téma doktorských prací pro rok Pavel Novotný

MEZNÍ A DEGRADAČNÍ PROCESY MAGNETOREOLOGICKÝCH TLUMIČŮ ODPRUŽENÍ. Ing. Jakub Roupec

Témata doktorského studia pro akademický rok 2011/2012

MODEL TVÁŘECÍHO PROCESU

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - 7. GSŘ 2015, Herbertov 6. a

Procesní modelování agend veřejné správy dosažené výsledky. Josef Beneš Ministerstvo vnitra

č. Název Cíl Osnova Vedoucí práce Student 1. Aplikace metod síťové analýzy na proces pravidelné prohlídky typu C Check velkého dopravního letadla

Analýza komplexní spolehlivosti transtibiální protézy

BMW FUTURE MOBILITY DEVELOPMENT CENTER (FMDC) Mikroregion Sokolov východ, Katharina Will, Petr Pospisil

Neuronové časové řady (ANN-TS)

Posouzení a optimalizace nosného rámu studentské formule

Didaktické testy při výuce konstrukčních předmětů

Název práce: DIAGNOSTIKA KONTAKTNĚ ZATÍŽENÝCH POVRCHŮ S VYUŽITÍM VYBRANÝCH POSTUPŮ ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU AKUSTICKÉ EMISE

VÝVOJ NOVÉ GENERACE ZAŘÍZENÍ S POKROČILOU DIAGNOSTIKOU PRO STANOVENÍ KONTAKTNÍ DEGRADACE

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky. Navazující magisterské studium. studijní obor "Management jakosti"

4EK211 Základy ekonometrie

Metody analýzy modelů. Radek Pelánek

Regresní a korelační analýza

Návrh a vyhodnocení experimentu

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky. Navazující magisterské studium. studijní obor "Management kvality"

Statistické vyhodnocení průzkumu funkční gramotnosti žáků 4. ročníku ZŠ

4EK201 Matematické modelování. 11. Ekonometrie

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA METALURGIE A MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ KATEDRA KONTROLY A ŘÍZENÍ JAKOSTI

STATISTIKA I Metodický list č. 1 Název tématického celku:

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek až , Roztoky -

Využití benchmarkingu ke zkvalitnění práce útvaru interního auditu MěÚ Říčany. Setkání interních auditorů Praha

Studium tenkých mazacích filmů spektroskopickou reflektometrií

Studium přechodových p v mazacích ch filmech vysokorychlostní barevnou kamerou

analýzy dat v oboru Matematická biologie

Způsobilost systému měření podle normy ČSN ISO doc. Ing. Eva Jarošová, CSc.

Konstrukce optického mikroviskozimetru

Téma dizertační práce - Strategie ŠKODA AUTO pro čínský trh

Identifikace změn parametrů signálu akustické emise jako důsledku mechanického poškození

Pravděpodobnost a matematická statistika Doc. RNDr. Gejza Dohnal, CSc.

Téma doktorských prací pro akademický rok 2018/2019. Pavel Novotný

MĚŘENÍ STATISTICKÝCH ZÁVISLOSTÍ

6. Lineární regresní modely

Profilování vzorků heroinu s využitím vícerozměrné statistické analýzy

Určení hlavních geometrických, hmotnostních a tuhostních parametrů železničního vozu, přejezd vozu přes klíny

aktivita A0705 Metodická a faktografická příprava řešení regionálních disparit ve fyzické dostupnosti bydlení v ČR

Algoritmy a struktury neuropočítačů ASN - P10. Aplikace UNS v biomedicíně

Aplikovaná numerická matematika

Transkript:

Analytické metody v motorsportu Bronislav Růžička školitel : Doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Ústav konstruování Odbor konstruování strojů Fakulta strojního inženýrství Vysoké učení technické v Brně 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika

Obsah prezentace Úvod do problematiky Formulace problému Shrnutí současného stavu poznání Cíle disertační práce Metody přístupu a způsob návrhu řešení Interpretace výsledků Závěr Publikace 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 1/21

Úvod do problematiky Všechny modely jsou špatné, ale některé jsou užitečné George E.P.Box Výkonnosti vozu je definována jako komplexní souhrn kvalit funkcí všech systémů Aktuální výkonnost vozu je možno identifikovat pomocí procesu sběru a vyhodnocení dat (datalogging) 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 2/21

Úvod do problematiky Návrh vhodné optimalizace výkonnosti vozidla závisí významně také na efektivnosti analýzy získaných dat Zkušenosti závodního inženýra jsou důležitým faktorem při volbě správných analytických přístupů pro vyhodnocení skupin parametrů 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 3/21

Formulace problému Analýza výkonnosti vozu a jezdce zpracováním velkého množství dat Identifikace závislostí změn nastavovacích prvků a jízdní dynamiky vozidla Nalezení vhodného nastavení závodního vozidla v reálných podmínkách Omezené časové možnosti pro klíčové rozhodnutí Efektivnost jednotlivých metod pro proces optimalizace vozidla Vstupní data (zahrnují vliv reálných podmínek) Vazby v systému y 1 = f (x 1,, x n )... y n = f (x 1,, x n ) Hodnocení vzájemné interakce,vazeb a závislostí mezi jednotlivými nastavovacími prvky vozidla. Srovnání dat pro různé varianty nastavení vozidla Kvantifikace vlivu jednotlivých prvků nastavení vozidla na celkovou výkonnost Posouzení míry využití potenciálu daného nastavení vozidla Vícedimenzionální porovnání hlavních charakteristik vozidla 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 4/21

Shrnutí současného stavu poznání Přístupy pro analýzu výkonnosti vozidla Standardní datové analýzy Metody řízeného experimentu Využití prvků umělé inteligence Multivariační analýzy dat 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 5/21

Cíle dizertační práce Návrh nové metodiky pro rychlé nalezení optimálního nastavení sportovního vozu při zkušebních jízdách. Vícerozměrný charakter metodiky, kdy na rozdíl od konvenčních metod bude možno při testech seřizovat více prvků současně bez promyšleného pořadí změn Vedlejší cíle Vytvoření jednoduché softwarové aplikace pro pre-processing dat (implementace metodiky) Ověření metodiky v interaktivním režimu na testovacích datech 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 6/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Popis experimentu Hodnocený parametr čas dosažený v jednom kole = f (nastavovacích prvků vozidla) Cíl nalezení efektivní metody pro určení minima funkce v omezeném počtu kroků Příprava vozidla (změna nastavení) Testovací jízda Datalogging (parametry jízdní dynamiky) Měření času dosaženého v jednom kole 5 testovacích jízd 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 7/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Popis funkčních závislostí měření hodnotící veličiny měření dynamických veličin vozidla provádění změn nastavení prvků vozidla časová náročnost v případě hodnocení postupných změn 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 8/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Výběr vhodného typu výpočtové metody Neuronové sítě (ANN) + výkonná metoda, podobné aplikace - časová náročnost výpočtu a tvorby modelu Strukturální rovnice (SEM) + přímá tvorba strukturovaného modelu - náročnější validace modelu, zkušenosti Lineární regresní model (LRM) + poměrně jednoduchá tvorba a modifikace modelu, ověřená metoda - relativně vyšší riziko vlivu chyb měření na výsledek 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 9/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Získání experimentálních dat pro analýzu Volba simulačního programu Bosch LapSim - výhoda možnosti interaktivního ověřování vlivu vybraných prvků nastavení vozidla na jeho výkonnost (čas na jedno kolo) Aplikace Bosch LapSim nahradila časově a finančně náročné jízdy reálného vozidla Hodnocení vlivu vybraných vstupních parametrů nastavení svornost diferenciálu světlá výška tuhost pružin přední nápravy tuhost pružin zadní nápravy tuhost stabilizátoru přední nápravy tuhost stabilizátoru zadní nápravy 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 10/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Průběh nastavení parametrů Náhodný charakter úrovně změny nastavovacích parametrů Záměrná shoda/souběh provádění změn více nastavovacích parametrů (test statisticky nejméně příznivé kombinace) Vygenerování omezeného množství dat v limitovaném počtu jízd odrážející situaci v reálném prostředí 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 11/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Transformace vlivu jednotlivých nastavovacích prvků Transformovaný parametr - řešení vlivu opakování souběžných změn při nastavení více prvků Každý z transformovaných parametrů jednoznačně charakterizuje jízdní dynamiku vozidla Využití dynamických parametrů pro sestavení transformačních funkcí analýza dynamiky vozidla rozdíl rychlostí kol hnané nápravy ƒt1 (míry svornosti diferenciálu) celkový dynamický přenos váhy na nápravě ƒt2 (velikosti světlé výšky) klopení vozidla ƒt3 (tuhosti pružin & stabilizátorů přední / zadní nápravy) klonění vozidla ƒt4 (tuhosti pružin přední / zadní nápravy) 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 12/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Tvorba transformovaných parametrů Příklad transformace změny technického parametru světlá výška vozidla (výška těžiště) na ukazatel RHI Ukazatel vlivu změny světlé výšky RHI = a T. h sv G G y x G a = t G a = l y x h h G, l, t = konst. h = ƒ (h sv ) T 2 x a = a + a 2 y 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 13/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Zpracování experimentálních dat Vytvoření scriptu NI DIAdem - výpočet transformovaných parametrů, úprava pro regresní analýzu Stanovení diferencí jednotlivých parametrů z každé jízdy vůči referenční (nejrychlejší) jízdě Integrace diferencí transformovaného parametru reprezentuje jeho přínos v okamžitém bodě zkušební dráhy Sumarizace dat z celého experimentu a jejich normalizace maximální hodnotou Návrh regresního modelu 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 14/21

Metody přístupu a způsob návrhu řešení Aplikace vícerozměrného regresního modelu Diference času v měřeném úseku (závislá proměnná) jako funkce změny parametrů nastavení (nezávisle proměnné) y = β 0 +β 1 x 1 +β 2 x 2 + + β n x n + ε Metoda nejmenších čtverců n i= 1 ( y i β β x ) 0 1 i 2 = min Ověření kvality modelu statistická významnost koeficientů a vhodnost modelu míra korelace nezávislých proměnných, resp. přítomnost multikolinearity Výpočet regresních koeficientů proveden v prostředí STATISTICA a MINITAB 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 15/21

Interpretace výsledků Vyhodnocení experimentálního testu (Vozidlo 1 & Trať 1) Evaluace regresních koeficientů The regression equation is dxtime_sum = - 0,0559-0,615 Diff_Speed_integr_sum + 2,03 weight_trans_infl_integr_sum + 0,247 front_roll_stiff_infl_integr_su - 1,08 rear_roll_stiff_infl_integr_sum + 0,213 front_pitch_infl_integr_sum - 0,584 rear_pitch_infl_integr_sum Určení vlivu jednotlivých prvků nastavení (normalizace max. hodnotou) Ověření vlastností navrženého modelu změna nastavení zlepšení 1.09 sec/kolo ve srovnání s nejrychlejším časem v experimentu 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 16/21

Interpretace výsledků Srovnání výsledků regresní metodiky s výsledky jiných postupů Postup 1 (vliv změny jednoho parametru) Relativní významnosti vlivu jednotlivých prvku nastavení stanovených regresní metodikou a jinými postupy Postup 2 (vliv současné změny dvou parametrů) 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 17/21

Interpretace výsledků Aplikace metodiky na dalších příkladech Vozidlo 1 & Trať 2 Vozidlo 2 & Trať 1 ověření postupů při správné interpretaci vyšší míry korelace nezávislých parametrů změna nastavení zlepšení 0.18 sec/kolo ve srovnání s nejrychlejším časem v experimentu zlepšení 0.01 sec/kolo ve srovnání s nejrychlejším časem v experimentu 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 18/21

Interpretace výsledků Srovnání metodiky s alternativním postupem (DOE) Metodika vícerozměrná regrese DOE plný faktorový plán Vozidlo 2 & Trať 1 5 testovacích jízd 64 testovacích jízd drobné odlišnosti v interpretaci vlivu parametrů (přední stabilizátor, diferenciál) dosažený čas na kolo po provedení úprav 97,58 sec < dosažený čas na kolo po provedení úprav 97,59 sec 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 19/21

Závěr Návrh metodiky představuje dosud nepublikovaný přístup k aplikaci vícerozměrného lineárního regresního modelu pro hodnocení vlivu nastavovacích parametrů na výkonnost sportovního vozidla Ve srovnání s dosud používanými postupy je přínosem operativnost a efektivita v procesu optimalizace výkonnosti sportovního vozidla Princip metodiky dovoluje implementaci na dalších sofistikovanější výpočtové metody (ANN, SEM) Získané poznatky lze využít pro vícerozměrné analýzy i u jiných dynamických technických systémů 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 20/21

Publikace autora SUCHOMEL, O., RŮŽIČKA, B. Technical Note on Design of Suspension Parameters for FSAE Vehicle. TRANSACTIONS ON TRANSPORT SCIENCES, 2111, roč. 3, č. 4, ISSN: 1802-971X. STRECKER, Z. ; RŮŽIČKA, B. The Application of MR Dampers in the Field of Semiactive Vehicle Suspension. In Mechatronics. Berlin Heidelberg: Springer - Verlag, 2111. s.149-154. ISBN: 978-3-642-23243- 5. 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika 21/21

Děkuji vám za pozornost Bronislav Růžička Ústav konstruování Odbor konstruování strojů Fakulta strojního inženýrství Vysoké učení technické v Brně 12.listopadu 2113, FSI VUT v Brně, Česká republika