Strukturierte Optimierung von Airbag-Auslösesystemen:
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Düsseldorf
VDI Verl.
1996
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| adam_text | Titel: Strukturierte Optimierung von Airbag-Auslösesystemen
Autor: Ostertag, Martin Hermann
Jahr: 1996
SCHRITT-m BERICHIhmM^j? Di pl. -Ing. Martin Hermann Ostertag, Baden-Dättwil Strukturierte Optimierung von Airbag-Auslösesystemen Reihe 12 : Verkehrstechnik/ Fahrzeugtechnik Nr. 280 VW VERLAS
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung....................................................................................................................1 2. Strukturierte Optimierung technischer Systeme............................................................4 2.1. Schritte bei der Optimierung technischer Systeme............................................4 2.2. Analyse der Aufgabenstellung..........................................................................7 2.3. Aufstellen geeigneter Gütekriterien und Zielfunktionen..................................12 2.4. Auswahl der Lösungsstruktur........................................................................16 2.5. Weitere Schritte.............................................................................................18 2.5.1. Auswahl der Steuerparameter............................................................18 2.5.2. Wahl des Optimierungsverfahrens und der Strategieparameter............19 2.5.3. Durchführen der Optimierung............................................................21 2.6. Bewertung der dargestellten Vorgehensweise.................................................22 3. Optimierungsverfahren...............................................................................................24 3.1. Verfahren zur nichtlinearen skalaren Optimierung..........................................25 3.1.1. Deterministische Verfahren für kontinuierliche Parameter...................26 3.1.2. Deterministische Verfahren für diskrete Parameter.............................31 3.1.3. Stochastische Optimierungsverfahren.................................................32 3.1.4. Vergleich der Optimierungsverfahren.................................................37 3.2. Vektoroptimierung........................................................................................39 4. Optimierungsverfahren nach dem Vorbild der biologischen
Evolution........................43 4.1. Verfahrenselemente.......................................................................................44 4.2. Evolutionsstrategien......................................................................................51 4.2.1. Klassische Ansätze.............................................................................51 4.2.2. Die Evolutionsstrategie nach Kahlen..................................................53 4.2.3. Neue Verfahrenselemente für Evolutionsstrategien.............................56 4.3. Genetische Algorithmen.................................................................................60 4.3.1. Prinzipieller Aufbau Genetischer Algorithmen....................................61 4.4. Weitere Optimierungsstrategien.....................................................................63 4.5. Vergleich.......................................................................................................63 4.6. Optimierung diskret-kontinuierlicher Steuerparameter....................................64 5. Analyse der Aufgabenstellung Crasherkennung .......................................................67 5.1. Ziele bei der Kfz-Crasherkennung..................................................................68 5.1.1. Crashtests..........................................................................................69 5.1.2. Anforderungen an Crasherkennungsalgorithmen.................................71 5.1.3. Mögliche Lösungsstmkturen..............................................................73 5.2. Festlegung geeigneter Gütekriterien und Zielfunktionen.................................75 5.2.1. Abbildung der Grundanforderungen an den Erkennungsalgorithmus... 75 5.2.2. Charakter der Zielfunktion für das Auslöseverhalten..........................78 5.2.3. Erfassen weiterer Anforderungen für den Erkennungsalgorithmus......80 5.2.4. Gütekriterien für
die Merkmalsauswahl..............................................81 5.3. Wahl der Lösungsstrukturen..........................................................................84 5.4. Auswahl der Optimierungsverfahren..............................................................85
VI 6. Optimierung eines Schwellwert-Crasherkennungsalgorithmus....................................86 6.1. Algorithmenstruktur.......................................................................................86 6.2. Auswahl geeigneter Merkmale.......................................................................88 6.2.1. Merkmale für die Zündzeitpunktbestimmung......................................88 6.2.2. Merkmale für die Fire-NoFire-Trennung............................................90 6.3. Skalare Optimierung......................................................................................94 6.3.1. Festlegung der Strategieparameter.....................................................94 6.3.2. Durchführen der Optimierung............................................................95 6.4. Vektorielle Optimierung.................................................................................99 6.4.1. Gütekriterien und Zielfunktion zur Erfassung der Robustheit..............99 6.4.2. Durchführen der Vektoroptimierung................................................102 6.5. Ergebnisse für Fahrzeugtyp F2.....................................................................105 6.6. Zusammenfassung........................................................................................107 7. Optimierung eines Fuzzy-Algorithmus zur Crasherkennung......................................108 7.1. Struktur des Fuzzy-Systems.........................................................................109 7.2. Codierung des Fuzzy-Systems und Auswahl der Steuerparameter.................110 7.3. Durchführung und Ergebnisse der Optimierung des Fuzzy-Systems..............116 8. Zusammenfassung....................................................................................................120 Anhang........................................................................................................................122
Anhang A: Beweis zur Einführung der korrelierten Mutation..............................122 Anhang B: Bestimmung der Eigenwerte der gebildeten Korrelationsmatrix.........124 Anhang C: Versuchsdaten der verwendeten Fahrzeugtypen Fl und F2................128 Anhang D: Schrittweitenanpassung (Evolutionsstrategie nach Kahlert)...............130 Anhang E: Ergebnisse zur Robustheit für Fl.......................................................¡32 Anhang F: Ergebnisse zur Robustheit für F2.......................................................133 Literatur......................................................................................................................135
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