STATE OBSERVERS AND ENTRIES BASED ON DETAILED MULTI-BODY MODELS APPLIED TO VEHICLE CONTROL (Q3174376)
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Project Q3174376 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | STATE OBSERVERS AND ENTRIES BASED ON DETAILED MULTI-BODY MODELS APPLIED TO VEHICLE CONTROL |
Project Q3174376 in Spain |
Statements
146,168.0 Euro
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182,710.0 Euro
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80.0 percent
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1 January 2015
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31 December 2017
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UNIVERSIDADE DA CORUÑA
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43°29'4.88"N, 8°13'59.38"W
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15036
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EN EL PRESENTE PROYECTO SE PROPONE REALIZAR UN ESTUDIO PROFUNDO DEL DISEÑO DE OBSERVADORES DE ESTADOS, PARAMETROS Y ENTRADAS BASADOS EN MODELOS DINAMICOS MULTICUERPO DETALLADOS Y DE SUS APLICACIONES A LA DINAMICA Y CONTROL DE VEHICULOS. LOS OBSERVADORES SON ALGORITMOS MATEMATICOS QUE SE EMPLEAN PARA ESTIMAR ESTADOS, PARAMETROS Y/O ENTRADAS DE UN SISTEMA. LAS ESTIMACIONES DE UN OBSERVADOR SE USAN POR EJEMPLO PARA SUSTITUIR SENSORES POR LAS SIGUIENTES RAZONES: EL COSTE DEL SENSOR ES PROHIBITIVAMENTE ELEVADO, RESULTA IMPOSIBLE INSTALAR EL SENSOR, EL SENSOR EN CUESTION NO EXISTE. POR LO TANTO ESTAS ESTIMACIONES PUEDEN SER DENOMINADAS "SENSORES VIRTUALES". UN OBSERVADOR NECESITA UN MODELO MATEMATICO DEL SISTEMA. CON EL FIN DE CALCULAR ESTIMACIONES LO MAS PRECISAS POSIBLE, USA DE MANERA OPTIMA LA INFORMACION PROPORCIONADA POR EL MODELO Y POR LAS MEDIDAS DE UN CONJUNTO DE SENSORES INSTALADOS EN EL SISTEMA REAL (I.E. EL VEHICULO). EL OBSERVADOR EJECUTA EL MODELO, MUESTREA LOS SENSORES Y CALCULA LAS ESTIMACIONES EN TIEMPO REAL. CUANTO MAS DETALLADO SEA EL MODELO QUE USA EL OBSERVADOR, MAS SENSORES VIRTUALES SERAN DISPONIBLES. EN MUCHOS AMBITOS INDUSTRIALES SE HAN DESARROLLADO OBSERVADORES BASADOS EN MODELOS SENCILLOS DE LA DINAMICA DEL SISTEMA MECANICO. EL USO DE LA MODELIZACION DE SISTEMAS MULTICUERPO PERMITE OBTENER MODELOS MAS DETALLADOS Y POR ESO SE PROPONE SU USO EN ESTE PROYECTO._x000D_ EN LA PRESENTE PROPUESTA PARTICIPAN INVESTIGADORES DEL LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA DE LA UNIVERSIDADE DE A CORUÑA Y DE TECNALIA. SE CONTEMPLA LA APLICACION DE OBSERVADORES DE ESTADOS, ENTRADAS Y PARAMETROS BASADOS EN MODELOS MULTICUERPO AL CAMPO DE LA AUTOMOCION. EN EL LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA DE LA UNIVERSIDADE DE A CORUÑA SE CUENTA CON UN PROTOTIPO DE VEHICULO EQUIPADO CON UN ORDENADOR Y UN SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS A BORDO ASI COMO DE MULTIPLES SENSORES.TRAS UNA FASE TEORICA DE ESTUDIO DE LOS OBSERVADORES, SE PROPONE LA APLICACION A BORDO DE UN OBSERVADOR BASADO EN UN MODELO MULTICUERPO 3D DETALLADO DE ESTE PROTOTIPO._x000D_ FINALMENTE LA APLICACION MAS NOVEDOSA CONSISTE EN LA IMPLEMENTACION DE UN OBSERVADOR BASADO EN UN MODELO MULTICUERPO 3D DETALLADO EN LA UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA (ECU) DE UN VEHICULO ELECTRICO DE NUEVA GENERACION DOTADO DE TRACCION MEDIANTE MOTORES EN LAS RUEDAS (¿MOTOR IN-WHEEL¿) PROPORCIONADO POR TECNALIA. DADO QUE EL OBSERVADOR (INCLUYENDO EL MODELO DEL SISTEMA Y LA ADQUISICION DE DATOS DE LOS SENSORES) DEBE EJECUTARSE EN TIEMPO REAL, LA EFICIENCIA COMPUTACIONAL DE LA IMPLEMENTACION NUMERICA RESULTA SER CRUCIAL. LA EJECUCION EN TIEMPO REAL EN LA ECU PARA ESTA APLICACION CONSTITUYE UN RETO TEORICO Y TECNOLOGICO QUE SUPONDRIA UN AVANCE IMPORTANTE EN EL CONTROL DEL CHASIS. POR LO TANTO LOS OBSERVADORES DISEÑADOS DEBERAN SER EFICIENTES A MAYORES DE PRECISOS Y ESTABLES. LA INFORMACION DEVUELTA POR LOS SENSORES VIRTUALES SE USA DE LA MISMA MANERA QUE LA DE SENSORES REALES. LA VENTAJA RESIDE EN PROPORCIONAR INFORMACION QUE NO SE PUEDE OBTENER CON SENSORES REALES. RESULTA SER ESPECIALMENTE VALIOSO PARA CONTROLADORES DEL CHASIS COMO EN EL CASO DEL CONTROL COMPLETO ("INTEGRAL CONTROL") DEL VEHICULO. ESTA INFORMACION PUEDE SER UTILIZADA PARA ASISTIR AL CONDUCTOR O LLEVAR A CABO ESTRATEGIAS DE CONTROL, COMO EL ¿TORQUE VECTORING¿, CONTRIBUYENDO ASI A AUMENTAR LA SEGURIDAD EN LA CARRETERA Y A LA DISMINUCION DEL NUMERO DE ACCIDENTES. (Spanish)
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IN THIS PROJECT, IT IS PROPOSED TO CARRY OUT AN IN-DEPTH STUDY OF THE DESIGN OF STATE OBSERVERS, PARAMETERS AND INPUTS BASED ON DETAILED MULTI-BODY DYNAMIC MODELS AND THEIR APPLICATIONS TO THE DYNAMICS AND CONTROL OF VEHICLES. OBSERVERS ARE MATHEMATICAL ALGORITHMS THAT ARE USED TO ESTIMATE STATES, PARAMETERS AND/OR INPUTS OF A SYSTEM. AN OBSERVER’S ESTIMATES ARE USED FOR EXAMPLE TO REPLACE SENSORS FOR THE FOLLOWING REASONS: THE COST OF THE SENSOR IS PROHIBITIVELY HIGH, IT IS IMPOSSIBLE TO INSTALL THE SENSOR, THE SENSOR IN QUESTION DOES NOT EXIST. THESE ESTIMATES CAN THEREFORE BE CALLED “VIRTUAL SENSORS”. AN OBSERVER NEEDS A MATHEMATICAL MODEL OF THE SYSTEM. IN ORDER TO CALCULATE ESTIMATES AS ACCURATE AS POSSIBLE, USE OPTIMALLY THE INFORMATION PROVIDED BY THE MODEL AND BY THE MEASUREMENTS OF A SET OF SENSORS INSTALLED IN THE ACTUAL SYSTEM (I.E. THE VEHICLE). THE OBSERVER EXECUTES THE MODEL, SAMPLES THE SENSORS, AND CALCULATES THE ESTIMATES IN REAL TIME. THE MORE DETAILED THE MODEL THE OBSERVER USES, THE MORE VIRTUAL SENSORS WILL BE AVAILABLE. IN MANY INDUSTRIAL AREAS, OBSERVERS HAVE BEEN DEVELOPED BASED ON SIMPLE MODELS OF MECHANICAL SYSTEM DYNAMICS. The use of the modelling of multi-body systems permittes to more detailed models and by that is proposed its use in this project._x000D_ in the present proposal PARTICIPA PARTICIPAN INVESTIGERS OF THE LABORATORY OF THE MEchanical ENGINERY UNIVERSITY OF CORUÑA AND TECNALIA. IT CONTEMPLATES THE APPLICATION OF STATE OBSERVERS, INPUTS AND PARAMETERS BASED ON MULTIBODY MODELS TO THE FIELD OF AUTOMOTIVE. In the MECANICAL INNGENIERIA LABORATORY OF THE UNIVERSITY OF CORUÑA is counted with a VEHICLE PROTOTY EQUIPTED with a manager and a system for the acquisition of data to bordo as well as of sensuous MULTIPLES. the application of an observer based on a multi-body 3D model detailed in this prototypo is proposed._x000D_ FINALING THE MORE NEW APPLICATION CONSISTED IN THE IMPLEMENTATION OF A OBSERVER based on a multi-body 3D model detailed in the ELECTRONIC CONTROL Unit (ECU) OF A NEW ELECTRIC VEHICLE GENERATION FROM MEDIAN TRACTION MOTORS IN-WHEEL (MOTOR IN-WHEEL) PROPORCIONED BY TECNALIA. SINCE THE OBSERVER (INCLUDING THE SYSTEM MODEL AND SENSOR DATA ACQUISITION) MUST BE EXECUTED IN REAL TIME, THE COMPUTATIONAL EFFICIENCY OF THE NUMERIC IMPLEMENTATION IS CRUCIAL. REAL-TIME IMPLEMENTATION IN THE ECU FOR THIS APPLICATION IS A THEORETICAL AND TECHNOLOGICAL CHALLENGE THAT WOULD REPRESENT AN IMPORTANT STEP FORWARD IN THE CONTROL OF THE CHASSIS. DESIGNED OBSERVERS SHOULD THEREFORE BE EFFICIENT TO GREATER THAN ACCURATE AND STABLE. THE INFORMATION RETURNED BY THE VIRTUAL SENSORS IS USED IN THE SAME WAY AS THAT OF REAL SENSORS. THE ADVANTAGE IS TO PROVIDE INFORMATION THAT CANNOT BE OBTAINED WITH REAL SENSORS. IT PROVES TO BE PARTICULARLY VALUABLE FOR CHASSIS CONTROLLERS AS IN THE CASE OF FULL CONTROL (“INTEGRAL CONTROL”) OF THE VEHICLE. THIS INFORMATION CAN BE USED TO ASSIST THE DRIVER OR CARRY OUT CONTROL STRATEGIES, SUCH AS THE TORQUE VECTORING, THUS CONTRIBUTING TO INCREASE ROAD SAFETY AND DECREASE THE NUMBER OF ACCIDENTS. (English)
12 October 2021
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DANS LE CADRE DE CE PROJET, IL EST PROPOSÉ DE RÉALISER UNE ÉTUDE APPROFONDIE DE LA CONCEPTION DES OBSERVATEURS D’ÉTAT, DES PARAMÈTRES ET DES APPORTS SUR LA BASE DE MODÈLES DYNAMIQUES DÉTAILLÉS À PLUSIEURS CORPS ET DE LEURS APPLICATIONS À LA DYNAMIQUE ET AU CONTRÔLE DES VÉHICULES. LES OBSERVATEURS SONT DES ALGORITHMES MATHÉMATIQUES UTILISÉS POUR ESTIMER LES ÉTATS, LES PARAMÈTRES ET/OU LES ENTRÉES D’UN SYSTÈME. LES ESTIMATIONS D’UN OBSERVATEUR SONT UTILISÉES PAR EXEMPLE POUR REMPLACER LES CAPTEURS POUR LES RAISONS SUIVANTES: LE COÛT DU CAPTEUR EST PROHIBITIF, IL EST IMPOSSIBLE D’INSTALLER LE CAPTEUR, LE CAPTEUR EN QUESTION N’EXISTE PAS. CES ESTIMATIONS PEUVENT DONC ÊTRE APPELÉES «CAPTEURS VIRTUELS». UN OBSERVATEUR A BESOIN D’UN MODÈLE MATHÉMATIQUE DU SYSTÈME. POUR CALCULER DES ESTIMATIONS AUSSI PRÉCISES QUE POSSIBLE, UTILISER DE MANIÈRE OPTIMALE LES INFORMATIONS FOURNIES PAR LE MODÈLE ET LES MESURES D’UN ENSEMBLE DE CAPTEURS INSTALLÉS DANS LE SYSTÈME RÉEL (I.E. LE VÉHICULE). L’OBSERVATEUR EXÉCUTE LE MODÈLE, ÉCHANTILLONNE LES CAPTEURS ET CALCULE LES ESTIMATIONS EN TEMPS RÉEL. PLUS LE MODÈLE UTILISÉ PAR L’OBSERVATEUR EST DÉTAILLÉ, PLUS LES CAPTEURS VIRTUELS SERONT DISPONIBLES. DANS DE NOMBREUSES ZONES INDUSTRIELLES, LES OBSERVATEURS ONT ÉTÉ DÉVELOPPÉS SUR LA BASE DE MODÈLES SIMPLES DE DYNAMIQUE MÉCANIQUE DES SYSTÈMES. L’utilisation de la modélisation des systèmes multi-corps permet d’obtenir des modèles plus détaillés et, de ce fait, il est proposé de l’utiliser dans ce projet._x000D_ dans la présente proposition PARTICIPA Partien INVESTIGERS DE LA LABORATOIRE DE L’UNIVERSITÉ MÉTOIRE DE CORUÑA ET DE TECNALIE. IL ENVISAGE L’APPLICATION D’OBSERVATEURS D’ÉTAT, D’INTRANTS ET DE PARAMÈTRES BASÉS SUR DES MODÈLES MULTICORPS DANS LE DOMAINE DE L’AUTOMOBILE. Dans le MECANICAL INNGENIERIA LABORATORY OF THE UNIVERSITY OF CORUÑA est compté avec une prototy VEHICLE équipé d’un gestionnaire et un système d’acquisition de données à bordo ainsi que de MULTIPLES sensueux. L’application d’un observateur basé sur un modèle 3D multi-corps détaillé dans ce prototypo est proposée._x000D_ FINALING THE PLUS NOUVELLE APPLICATION D’UN OBSERVEUR basé sur un modèle 3D multi-corps détaillé dans l’unité de contrôle ELECTRONIQUE (ECU) D’une NOUVELLE Génération ÉLECTRIQUE VÉHICULE DE MOTORS DE TRACTION MÉDIAS (MOTOR IN-WHEEL) PROPORCIONED PAR TECNALIA. ÉTANT DONNÉ QUE L’OBSERVATEUR (Y COMPRIS LE MODÈLE SYSTÈME ET L’ACQUISITION DES DONNÉES DU CAPTEUR) DOIT ÊTRE EXÉCUTÉ EN TEMPS RÉEL, L’EFFICACITÉ DE CALCUL DE L’IMPLÉMENTATION NUMÉRIQUE EST CRUCIALE. LA MISE EN ŒUVRE EN TEMPS RÉEL DE L’ECU POUR CETTE APPLICATION EST UN DÉFI THÉORIQUE ET TECHNOLOGIQUE QUI REPRÉSENTERAIT UNE AVANCÉE IMPORTANTE DANS LE CONTRÔLE DU CHÂSSIS. LES OBSERVATEURS CONÇUS DEVRAIENT DONC ÊTRE EFFICACES À UN NIVEAU SUPÉRIEUR À LA PRÉCISION ET À LA STABILITÉ. LES INFORMATIONS RETOURNÉES PAR LES CAPTEURS VIRTUELS SONT UTILISÉES DE LA MÊME MANIÈRE QUE LES CAPTEURS RÉELS. L’AVANTAGE EST DE FOURNIR DES INFORMATIONS QUI NE PEUVENT PAS ÊTRE OBTENUES AVEC DE VRAIS CAPTEURS. IL S’AVÈRE PARTICULIÈREMENT UTILE POUR LES CONTRÔLEURS DE CHÂSSIS COMME DANS LE CAS D’UN CONTRÔLE INTÉGRAL («CONTRÔLE INTÉGRAL») DU VÉHICULE. CES INFORMATIONS PEUVENT ÊTRE UTILISÉES POUR AIDER LE CONDUCTEUR OU METTRE EN ŒUVRE DES STRATÉGIES DE CONTRÔLE, TELLES QUE LA VECTORISATION DU COUPLE, CONTRIBUANT AINSI À ACCROÎTRE LA SÉCURITÉ ROUTIÈRE ET À RÉDUIRE LE NOMBRE D’ACCIDENTS. (French)
4 December 2021
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IN DIESEM PROJEKT WIRD VORGESCHLAGEN, EINE EINGEHENDE UNTERSUCHUNG DER GESTALTUNG STAATLICHER BEOBACHTER, PARAMETER UND INPUTS AUF DER GRUNDLAGE DETAILLIERTER DYNAMISCHER MEHRKÖRPERMODELLE UND DEREN ANWENDUNGEN FÜR DIE DYNAMIK UND KONTROLLE VON FAHRZEUGEN DURCHZUFÜHREN. BEOBACHTER SIND MATHEMATISCHE ALGORITHMEN, DIE VERWENDET WERDEN, UM STAATEN, PARAMETER UND/ODER EINGABEN EINES SYSTEMS ZU SCHÄTZEN. DIE SCHÄTZUNGEN EINES BEOBACHTERS WERDEN BEISPIELSWEISE VERWENDET, UM SENSOREN AUS FOLGENDEN GRÜNDEN ZU ERSETZEN: DIE KOSTEN DES SENSORS SIND ÜBERMÄSSIG HOCH, ES IST UNMÖGLICH, DEN SENSOR ZU INSTALLIEREN, DER BETREFFENDE SENSOR EXISTIERT NICHT. DIESE SCHÄTZUNGEN KÖNNEN DAHER ALS „VIRTUELLE SENSOREN“ BEZEICHNET WERDEN. EIN BEOBACHTER BRAUCHT EIN MATHEMATISCHES MODELL DES SYSTEMS. UM SCHÄTZUNGEN SO GENAU WIE MÖGLICH ZU BERECHNEN, VERWENDEN SIE DIE VOM MODELL BEREITGESTELLTEN INFORMATIONEN UND DIE MESSUNGEN EINER REIHE VON SENSOREN, DIE IM EIGENTLICHEN SYSTEM (I.E. DAS FAHRZEUG) INSTALLIERT SIND, OPTIMAL. DER BEOBACHTER FÜHRT DAS MODELL AUS, TESTET DIE SENSOREN UND BERECHNET DIE SCHÄTZUNGEN IN ECHTZEIT. JE DETAILLIERTER DAS MODELL DES BEOBACHTERS VERWENDET WIRD, DESTO VIRTUELLER WERDEN SENSOREN ZUR VERFÜGUNG STEHEN. IN VIELEN INDUSTRIEGEBIETEN WURDEN BEOBACHTER BASIEREND AUF EINFACHEN MODELLEN DER MECHANISCHEN SYSTEMDYNAMIK ENTWICKELT. Die Verwendung der Modellierung von Mehrkörper-Systemen ermöglicht detailliertere Modelle, und damit wird vorgeschlagen, in diesem Projekt zu verwenden._x000D_ im vorliegenden Vorschlag PARTICIPA participan INVESTIGERS OF THE LABORATORY DES mechanischen Motors UNIVERSITY OF CORUÑA UND TECNALIA. ES GEHT UM DIE ANWENDUNG STAATLICHER BEOBACHTER, EINGÄNGE UND PARAMETER, DIE AUF MEHRKÖRPERMODELLEN AUF DEM GEBIET DER AUTOMOBILINDUSTRIE BASIEREN. In der MECANICAL INNGENIERIA LABORATORY OF THE UNIVERSITY OF CORUÑA wird mit einer VEHICLE-Prototy gezählt, die mit einem Manager und einem System für die Erfassung von Daten nach Bordo sowie sinnlichen MULTIPLE ausgestattet ist. die Durchführung eines OBSERVER auf der Grundlage eines mehrkörperigen 3D-Modells, das in der ELECTRONIC CONTROL Unit (ECU) einer neuen ELECTRIC VEHICLE GENERATION von MEDIAN TRACTION MOTOREN IN-WHEEL (MOTOR IN-WHEEL) beschrieben ist. DA DER BEOBACHTER (EINSCHLIESSLICH SYSTEMMODELL UND SENSORDATENERFASSUNG) IN ECHTZEIT AUSGEFÜHRT WERDEN MUSS, IST DIE RECHENEFFIZIENZ DER NUMERISCHEN IMPLEMENTIERUNG VON ENTSCHEIDENDER BEDEUTUNG. DIE ECHTZEIT-UMSETZUNG IM ECU FÜR DIESE ANWENDUNG STELLT EINE THEORETISCHE UND TECHNOLOGISCHE HERAUSFORDERUNG DAR, DIE EINEN WICHTIGEN SCHRITT IN DER STEUERUNG DES FAHRGESTELLS DARSTELLEN WÜRDE. DIE ENTWORFENEN BEOBACHTER SOLLTEN DAHER EFFIZIENT SEIN, UM MEHR ALS GENAU UND STABIL ZU SEIN. DIE VON DEN VIRTUELLEN SENSOREN ZURÜCKGEGEBENEN INFORMATIONEN WERDEN IN DER GLEICHEN WEISE VERWENDET WIE DIE DER REALEN SENSOREN. DER VORTEIL BESTEHT DARIN, INFORMATIONEN ZU LIEFERN, DIE NICHT MIT ECHTEN SENSOREN BESCHAFFT WERDEN KÖNNEN. SIE ERWEIST SICH ALS BESONDERS WERTVOLL FÜR FAHRGESTELLSTEUERUNGEN WIE BEI VOLLSTEUERUNG („INTEGRALE STEUERUNG“) DES FAHRZEUGS. DIESE INFORMATIONEN KÖNNEN VERWENDET WERDEN, UM DEN FAHRER ZU UNTERSTÜTZEN ODER KONTROLLSTRATEGIEN, WIE Z. B. DIE DREHMOMENTVEKTORIERUNG, DURCHZUFÜHREN, UM SO DIE STRASSENVERKEHRSSICHERHEIT ZU ERHÖHEN UND DIE ZAHL DER UNFÄLLE ZU VERRINGERN. (German)
9 December 2021
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Ferrol
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Identifiers
TRA2014-59435-P
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