Neues Sensorkonzept zur Ermittlung relevanter Zustände und Parameter bei Elektrofahrrädern:
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Magdeburg
2015
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS V
ABBILDUNGSVERZEICHNIS IX
GLOSSAR XIII
1 EINLEITUNG 1
1.1 EINFUEHRUNG 1
1.2 AUFGABE UND ZIEL DER ARBEIT 3
1.3 STAND DER TECHNIK 4
1.3.1 SENSORIK UND REGELUNG AM EBIKE 5
1.3.2 SENSORDATENFUSION UND PARAMETERSCHAETZUNG BEI ANDEREN FAHRZEUGEN .
. 10
1.4 GLIEDERUNG DER ARBEIT 12
2 MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN 13
2.1 NORMALVERTEILUNG 13
2.2 TIEFPASSFILTER 14
2.3 REKURSIVE METHODE DER KLEINSTEN QUADRATE 16
2.3.1 GRUNDFORM 16
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2.3.2 RLS MIT FORGETTING FACTOR 17
2.4 KAIMAN-FILTER 19
2.4.1 LINEARES KAIMAN-FILTER 19
2.4.2 ERWEITERTES KAIMAN-FILTER 21
2.4.3 BEOBACHTBARKEIT 23
2.4.4 NUMERISCHE INTEGRATIONSMETHODEN 23
2.5 VERGLEICH ZWISCHEN KAIMAN-FILTER UND RLS 24
3 WAHL DES SENSORKONZEPTS 25
3.1 BEWERTUNGSMETHODIK UND KRITERIEN 25
3.2 KURZUEBERSICHT DER EINZELNEN SENSOREN UND VORAUSWAHL 27
3.3 BEWERTUNG DER SENSORKOMBINATIONEN 30
3.4 PRAEZISIERUNG DER ANFORDERUNGEN 32
4 VORUNTERSUCHUNG UND ABGELEITETES VORGEHEN 35
4.1 VORUNTERSUCHUNG: ZUSAMMENHANG ZWISCHEN KINEMATIK UND KINETIK 35
4.1.1 EINFLUSS DER KOERPERBEWEGUNG BEI EINEM IDEALEN SINUSFOERMIGEN TRITT
. . 37
4.1.2 SCHNELLE FOURIER-TRANSFORMATIONEN BEI VERSCHIEDENEN
FAHRSITUATIONEN . 40
4.2 VORUEBERLEGUNGEN ZUR ANFAHRERKENNUNG 44
4.3 ABGELEITETE VORGEHENSWEISE 45
5 EBIKE- UND MESSMODELLE 49
5.1 EBIKE-GEOMETRIE UND ANTRIEBSSTRANG 49
5.2 AUSSERE KRAEFTE AM FAHRRAD 53
5.3 BESCHLEUNIGUNGSSENSOR 54
5.3.1 IDEALER BESCHLEUNIGUNGSSENSOR 54
5.3.2 BESCHLEUNIGUNGSSENSORFEHLER 55
5.4 GESCHWINDIGKEITSSENSOR 58
5.5 FAHRERDREHMOMENT 59
6 ENTWICKLUNG DER SYSTEMGLEICHUNGEN 61
6.1 KINEMATISCHE GLEICHUNGEN 61
6.1.1 GRUNDGLEICHUNG 62
6.1.2 AUSLEGUNG DER FILTERKOEFFIZIENTEN 69
6.1.3 VERGLEICH DER MOTORANSTEUERUNG MIT DEM STAND DER TECHNIK 73
6.1.4 EXPERIMENTELLE VALIDIERUNG DER KINEMATIK 77
6.2 KINETISCHE GLEICHUNGEN 81
6.2.1 ENTWICKLUNG DER SCHAETZGLEICHUNG 81
6.2.2 WAHL DER UNTERSUCHTEN SCHAETZVERFAHREN 83
6.2.3 SIMULATIVE UNTERSUCHUNG DER SCHAETZVERFAHREN 84
6.2.4 EXPERIMENTELLE VALIDIERUNG DER KINETIK 91
6.2.5 EINFLUSS VON MODELLFEHLERN 92
6.3 ZUSAMMENFASSUNG 94
7 ANFAHRERKENNUNG 97
7.1 VORUEBERLEGUNGEN ZUR FILTERWAHL 97
7.2 ANPASSUNG DES REFERENZWERTES 99
7.3 AUSLEGUNG DER GRENZFREQUENZ 100
7.4 ROBUSTHEIT GEGENUEBER EXTERNE STOERUNGEN 104
7.4.1 PEDALSCHLAEGE 105
7.4.2 KOMPRESSION DER FEDERGABEL 105
7.5 REDUNDANZ IN DER ANFAHRERKENNUNG 115
7.6 ZUSAMMENFASSUNG 115
8 GESAMTINTEGRATION 117
8.1 BESTIMMUNG DES EINBAUWINKELS 117
8.2 BESTIMMUNG VON BESCHLEUNIGUNGSSENSORFEHLERN 119
8.3 VERKNUEPFUNG VON ANFAHRERKENNUNG UND KINEMATISCHER BEOBACHTUNG 120
8.4 VERKNUEPFUNG DER DREI MODULE IN DER FAHRREGELUNG 122
8.5 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 123
8.6 DISKUSSION UND ABGLEICH MIT ANFORDERUNGEN 125
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 127
ANHANG 129
LITERATURVERZEICHNIS 151
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