Numerische Methoden in der Kraftfahrzeugtechnik
Numerische Methoden in der Kraftfahrzeugtechnik an der TU Braunschweig
Numerische Methoden in der Kraftfahrzeugtechnik an der TU Braunschweig
Set of flashcards Details
| Flashcards | 127 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Physics |
| Level | University |
| Created / Updated | 02.02.2013 / 04.12.2014 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/numerische_methoden_in_der_kraftfahrzeugtechnik
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| Embed |
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Nennen Sie die wesentlichen Eigenschaften eines Ottomotors
- Gemischansaugung
- Fremdzündung
- Quantitätsregelung
Nennen Sie die wesentlichen Eigenschaften eines Dieselmotors
- Quantitätsregelung
- Selbstzündung
- Luftansaugung
- Einspritzen in verdichtete Luft kurz vor dem oberen Totpunkt
Nennen Sie einige Ziele bei der Umwandlung von chemischer Energie in mechanische Arbeit
- wenig Verluste
- geringer Schaftstoffausstoß
- kleiner Brennraum
- geringes Gewicht
- hohe Leistung
- ...
Wann gilt ein System als stabil?
Wenn es dem BIBO Prinzip gehorcht, also ein begrenztes Eingangssignal eine begrenztes Ausgangssignal hervorruft.
Wann gilt ein System als stabil?
Wenn es dem BIBO Prinzip gehorcht, also ein begrenztes Eingangssignal eine begrenztes Ausgangssignal hervorruft.
Wie wird die Schnittfläche zweier Funktionen mathematisch beschrieben?
Schnittfläche = Integral-ººººüber x(t)* y(t) dt
für Zeitversatz µ:
Schnittfläche = Integral-ººººüber x(t)* y(t-µ) dt
und die Lösungsfunktion:
rxy (µ) = Integral-ººººüber x(t)* y(t+µ) dt
µ ist in der originalformel TAU!!!!
Wie lautet die Vorschrift für die Faltung?
y(t)= Integral-ººººüber x(µ)* h(t-µ) dµ
µ ist in der Originalformel TAU!!!!
Was verstehen Sie unter der "Periodisierung" eines Signals und warum wird dies angewendet?
Bei nichtperiodischen Signalen wird der Verlauf von -OO bis +OO als Periode Tf angesehen, wodurch ein periodisches Signal ensteht. Mit diesem kann nun relativ einfach weitergerechnet werden.
Was liegt vor wenn eine Rechteckfenster der Länge K*Ts eine Funktionsperiode von N*Ts besitzt, für die gilt: K=N ?
Ein Gleichsignal mit der Höhe der Amplitude des Rechtecks.
Was versteht man unter Fensterung (windowing) ?
Ein endloses, kotinuierliches Signal wird mit einem endlichen Zeitfenster, der Länge K*Ts multipliziert, wodurch ein Ausschnitt aus dem realen Signal erzeugt wird. Dieser Ausschnitt ist das Fenster
Wie ist die sinc (x) - Funktion definiert?
sinc (x) = sin (x) / x
Wo befindet sich der Niquist-Bereich und was gibt es bei diesem zu beachten?
Oberhalb von ws/2 . Dort darf NICHT abgelesen werden. Die dort entstehenden Linien werden als Alias, der Effekt des Auftretens als Aliasing bzw. Leckeffekt bezeichnet.
---> Verhinderbar durch Shannon-Theorem
Warum sollte grundsätzlich mit 2z als Abtastfrequenz gearbeitet werden?
Für die Butterfly-Methode müssen 2z Daten vorhanden sein. Falls dies nicht so ist, wird teilweise von Rechenprogrammen die fehlende Zahl an Daten durch Nullen ergänzt, was zwangsläufig zu Fehlern führt!
Was verstehen sie unter dem "bit-reversed" - Prinzip?
Es legt die Reihenfolge der Eingangswerte x (k) für den Butterfly nach folgendem Prinzip fest:
Zahl binär codieren -> Binärcode umdrehen -> zurück-codieren
Welche Fenstertypen kennen Sie?
- Rechteckfenster
- Dreieckfenster (Barlett)
- Hamming-
- Hanning-
- Kaiser-
- Blackman-
- Cosinus-
Was verstehen SIe unter einem Filter?
Filter sollen Unerwünschtes zurückhalten oder Unterdrücken und so für ein brauchbares Signal sorgen.
Nennen Sie einige typische frequenzabhängige Filter und deren Eigenschaften bzw. Ziele.
- Tiefpassfilter: Ab einer Grenzfrequenz werden Frequenzen, die oberhalb dieser liegen, möglichst stark unterdrückt
- Hochpassfilter: Ab einer Grenzfrequenz werden Frequenzen, die unterhalb dieser liegen, möglichst stark unterdrückt
- Bandpassfilter: Hoch- unt Tiefpassfilter okombiniert, wodurch nur ein bestimmtes Frequenzband durchgelassen wird.
Welche 3 Filtertypen sind Ihnen grundsätzlich bekannt?
-
Filter aus der Statistik (Mittelwertfilter)
-
Filter, die nur den Dateneigang nutzen (FIR-Filter)
-
Welchen Nachteil haben FIR-Filter gegenüber IIR-Filtern?
Bei FIR Filtern werden nur die Eingangsdaten verwendet, bei IIR-Filtern hingegen auch die Ausgangsdaten. Durch diese Berücksichtigung der Ausgangsdaten verliert, ein beispielsweise ein einmaliger Impuls, zwar immer mehr an Einfluss je mehr Signale eingehen, läuft aber nicht, wie beim FIR-Filter, irgendwann komplett aus der Filter heraus!
Wie greift ESP ggfs. ein?
Durch gezielter Abbremsen einzelner Räder wird das Fahrzeug wieder auf die Spur "gezogen"
Welche Bremsregelsysteme kennen Sie?
- ESP
- ABS
- EBV
- ...
In welchen Bereichen werden numerisch Methoden in der Kraftfahrzeugtechnik benötigt?
- Filter
- Simulation
- Festigkeitsberechnung
- Strömungssimulation
- Systemidentifikation
- Optimierung
- Frequenzanalysen
Nennen Sie alle Fahrzeugbewegungen mit entsprechenden Formelzeichen, sowie alle auftretenden Reifenkräfte!
Fahrzeugbewegungen
- x : Längsbewegung
- y : Querbewegung
- z : Vertikalbewegung
- Phi : Nickwinkel
- Kappa : Wankwinkel
- Psi : Gierwinkel
Reifenkräfte
- Fx : Antriebs- / Bremskräfte
- Fy : Seitenkräfte
- Fz : Radlasten
Welche Ursachen kennen Sie für die Entstehung von Schwingungen im Fahrzeug und welche Größe stellt die Hauptanregung bei der Fahrkomfortbewertung dar?
- Fahrbahnunebenheiten (Hauptanregung)
- Fahrzeugantrieb
- Fahrmanöver
- Wind
Nennen Sie 4 wichtige Größen, welche aus der Vertikaldynamik-Analyse gewonnen werden können und wofür diese Größen wichtig sind.
- Aufbaufederweg (Bewegungsfreigang, Komfort)
- Radhub (Bewegungsfreigang)
- Fahrwerkkräfte (Betriebsfestigkeit)
- dynamische Radlast (Fahrsicherheit)
Nennen sie zwei verschiedene Fahrbahnanregungen
- deterministische Anregung (z.B. durch synthetische Profile wie eine Wellenfahrbahn)
- stochastische Anregung (durch reales Fahrbahnprofil)
Was ist ein Signal?
Der Verlauf einer Größe über die Zeit
Was ist ein System?
eine begrenzte Anzahl von miteinander wechselwirkenden Objekten
Warum ist die Verwendung von numerischen Methoden notwendig?
oftmals existiert für die problemstellung keine methematisch-analytische Lösung
zudem ist die Simulation von Systemverhalten notwendig zur Analyse und Anpassung technischer Systeme (z.B. Motor)
Wodurch entstehen bei der numerischen Modellierung Fehler?
- Quantisierung
- Näherungsverfahren (z.B. Taylorreihe)
- das Modellierungskonzept an sich
Wie häufig muss abgetastet werden um eine Signal rekonstruieren zu können?
Die Abtastfrequenz muss (nach Shannon) mindestens doppelt so hoch sein wie die Frequenz des Signals. In der Praxis wird meißt die 5-10 - fache Abtastfrequenz genutzt
Wie lassen sich Signale klassifizieren?
(zeit-) kontinuierlich <-> (zeit-) diskret
amplitudenkontinuierlich <-> amp.- diskret
deterministisch <-> stochastisch
eindimendional <-> mehrdimensional
analog <-> digital
reellwertig <-> komplexwertig
Wie lässt sich ein Signal im Rechner abbilden?
Zeitdiskret durch Abtastung
Quantisierung der Amplitude
Wie werden zeitdiskrete Systeme am Rechner abgebildet?
Mittels z-Transformation
Beschreibe Bestimmung des Schräglaufwinkels, Kräftegleichgewicht, Momentengleichgewicht des Einspurmodells (Querdynamik)!
Siehe Grafik
Beschreibe Carmaker, AVL, etc!
- Kommerzielle Simulationssoftware - Verwendung / Parametrisierung über GUI´s - Eingeschränkte Flexibilität
Beschreibe die Zugkraftgleichung, Fahrwiderstände und Radgleichung!
Siehe Grafik
Beschreibe ein einfaches Reifenersatzmodell
Siehe Grafik
Beschreibe Leistungsdichte (Power Spectral Density, PSD)!
zeigt Starke der Variationen (Energie) als Funktion der Frequenz » Bei welchen Frequenzen die Schwankungen stark oder niedrig sind
Beschreibe Matlab/Simulink!
- Signalflussorientiert - Manuelle Umsetzung der Gleichungen notwendig - „Richtung“ ist durch Ein- und Ausgänge fest vorgegeben - Vergleichsweise langsame Berechnung
