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UNITA' DI RICERCA
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Bibliografia
[1] S. Kent, J. Tunley, “The evaluation of wheel slide protection equipment,” AEA Technology Rail, 1997[2] B. Allotta, M. Malvezzi, L. Pugi, M. Rinchi, A. Rindi, P. Toni, A. Amore, R. Cheli, G. Cocci, P. Presciani, G. Puliatti, “A test rig for evaluating odometry algorithms,” Proc. of the Eight International Conference on Computers in Railways (COMPRAIL 2002), pp. 1063-1072, Lemnos, Greece 12 - 14 June 2002.
[3] B. Allotta, M. Malvezzi, L. Pugi, M. Rinchi, A. Rindi, P.Toni, “Un
banco prova per l’omologazione di sistemi antipattinanti ferroviari,”
Atti del XV Congresso AIMETA di Meccanica Teorica ed Applicata, Taormina, 26-29 settembre 2001
[4] Filippo Martelli, “Su un banco prova di motori per la trazione elettrica,” tesi di laurea in Ingegneria Elettronica, Università di Firenze, 1998, Biblioteca Facolta' di ingegneria Collocazione INTL1998000000129
[5] L. Palopoli, L. Abeni, F. Conticelli, G. Bolognini, B. Allotta, “Novel Scheduling Policies in Real-Time Multi-Thread Control System Design,” Control Engineering Practice, Vol. 10, No. 10, pp. 1091-1110, October 2002.
[6] A. H. Kissel, “An Example of Simulation Use in Army Weapon System Development,” Proc. of the 1999 Winter SimulationConference, Vol. 2, pp. 1079-1087.
[7] A. Gee, T. Clarke, “Integration of Real-Time Trasputer-Based Simulation with Real Flight Control Hardware,” Proc. of the IEEE International Conference on Simulation, pp. 50-57, September 30, October 2, 1998.
[8] F. Song; A. Folleco; E. An, “High fidelity hardware-in-the-loop simulation development for an autonomous underwater vehicle” OCEANS, 2001. MTS/IEEE Conference and Exhibition , Vol. 1, pp.444 –449, 2001.
[9] H. Hanselmann, “Hardware-in-the-loop simulation testing and its integration into a CACSD Toolset,” Proceedings of the IEEE International Symposium on Computer-Aided Control System Design, pp. 152 –156, 1996.
[10] DSPACE Catalog 2001, “Simulator: Hardware-in-the-Loop Simulation of a Locomotive Drive System at Adtranz,” pp. 25, 2001.
[11] J. E. Colgate, and G. Schenkel, “Passivity of a Class of Sampled-Data Systems: Application to Haptic Interfaces”, American Control Conference, Vol. 3,pp. 3236-3240, 1994.
Programma di ricerca
L'INNOVAZIONE DELLE TRASMISSIONI MECCANICHE PER LA RIDUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICIUniversità di riferimento
Università degli Studi di FIRENZE - ENERGETICA - FIRENZE(FI)Responsabile dell'Unità di ricerca
Benedetto ALLOTTADescrizione
L'unità operativa di Torino e quella di Firenze collaboreranno attivamente nello scambio di metodologie e tecnologie riguardanti la simulazione visto che le ricerche svolte prevedono l'applicazione di un "know how" sostanzialmente comune a due applicazioni una in campo ferroviario(Firenze), l'altra automobilistico (Torino).L'unità di Firenze congiuntamente a quella del Politecnico fornirà inoltre assistenza a quella di Bari per quanto riguarda la sperimentazione HIL e la ottimizzazione di modelli Matlab Simulink per la simulazione RealTime.
Il trasferimento di tecnologie e/o addirittura la derivazione diretta dal settore automotive a quello ferroviario sono fenomeni tipici riconducibili alle forti economie di scala che in questo modo possono essere realizzate.
La forte competizione nel mercato dei rotabili ferroviari comunemente chiamati DMU (Diesel Multiple Unit) ha favorito questo passaggio di tecnologie tra i due settori ed ha spinto molti fornitori ad utilizzare cambi sequenziali di diretta derivazione Automotive opportunamente adattati allo scopo.
Tale soluzione comporta una notevole riduzione di costi e tempi di sviluppo, ma non è esente da rischi connessi alle profonde differenze che caratterizzano le due tipologie di veicolo:
1) Forti differenze di inerzie, sistema sospensivo e caratteristiche strutturali del rotabile ferroviario rispetto al veicolo stradale.
2)Modalità di esercizio e manutenzione completamente diverse.
3)Caratteristiche dell'interazione ruota-rotaia completamente diverse da quella pneumatico-strada.
In particolare le peculiari caratteristiche dell'accoppiamento ruota rotaia in presenza di macro-slittamenti dovuti a condizioni di aderenza degradata rappresentano un fenomeno assai poco investigato dal punto di vista del sistema di trasmissione. In tal senso sfruttando l'ampia esperienza maturata da questa unità operativa nello studio sia delle sospensioni sia del comportamento dei rotabili in condizioni di aderenza degradata è possibile fornire un contributo significativo in tale direzione.
Scopo di questa attività di ricerca è lo sviluppo di modelli da utilizzare per lo studio la simulazione e l'ottimizzazione di questo tipo di sistemi di trasmissione a partire da un caso reale (AnsaldoBreda IC4) supportato da un ampia mole di documentazione tecnica, dalla presenza sul territorio di un possibile patner industriale radicato nel territorio, il gruppo AnsaldoBreda assai interessato allo sviluppo di tale know-how.
Il progetto si articola in sei fasi ed ha come scopo finale l'implementazione dei modelli ottenuti in ambiente Real Time allo scopo di fornire una serie di strumenti di simulazione che possano essere proficuamente utilizzati a livello industriale per lo sviluppo, l'ottimizzazione, la calibrazione ed il collaudo di questo tipo di sistemi.
Lo studio prevede l'uso congiunto di tre diversi ambienti di simulazione Matlab-Simulink, Amesim, Msc Adams.
In particolare si ritiene interessante l'uso degli ambienti Matlab- Simulink ed Amesim perchè entrambi supportano la generazione di codice real time, si prestano alla creazione di interfacce utente da utilizzare per la realizzazione di codici da utilizzare in ambito industriale, supportano la cosimulazione reciproca e/o con software di simulazione multibody come Msc Adams facilitando al massimo lo scambio di informazioni e la possibilità di studiare il problema con un approccio estremamente articolato e "multiphiscs" capace cioè di valutare le mute interazione tra fenomeni e sotto-sistemi diversi.
Si riporta di seguito una breve sintesi del programma proposto:
Fase 1: Realizzazione Modello a costanti concentrate del cambio e della trasmissione in ambiente Matlab-Simulink, ipotesi di funzionamento in condizioni di piena aderenza. In questa fase l'inerzia del veicolo viene valutata in maniera estremamente semplificata.
Inizio: inizio mese 1
Fine: fine mese 6
Costo previsto: 10000 Euro
Risultati attesi: prima modellazione di inerzie e rigidezze del sistema, prima valutazione di modi e frequenze proprie del sistema di trasmisione del sistema.
Fase 2: Realizzazione modello completo comprensivo di frizione e sistema di attuazione in ambiente Amesim
Fine: fine mese 10
Costo previsto: 10000 Euro
Risultati attesi: Validazione del comportamento modale del modello Amesim con risultati del modello Matlab sviluppato nella fase precedente e/o con documentazione tecnica AnsaldoBreda. Inserimento nel modello della Frizione e del sistema di attuazione con possibilità di simulare il transitorio durante il cambio marcia in condizioni di piena aderenza ruota-rotaia. Si aspettano indicazioni sull'ottimizzazione di tale transitorio in relazioni alle caratteristiche del sistema ed in particolare lievi variazioni dovute alle diverse tipologie di veicolo e manovra.
Fase 3: Sviluppo di un modello di aderenza ruota-rotaia 2D in presenza di macro-scorrimenti.
Inizio: inizio mese 9
Fine: fine mese 12
Costo previsto: 10000 Euro
Risultati attesi: possibilità di simulare l'andamento dell'aderenza ruota-rotaia in condizioni tipiche di slittamento dell'asse tenendo conto di alcuni fenomeni caratteristici come ad esempio la dipendenza dagli scorrimenti ruota-rotaia e/o dall'energia meccanica dissipata tra le superfici a contatto.
Fase 4: Integrazione del modello di aderenza sviluppato nella fase 3 all'interno del modello realizzato nella fasi 1 e 2.
Inizio: inizio mese 13
Fine: fine mese 18
Costo previsto: 10000 Euro
Risultati attesi: Si ritiene in questo modo si ritiene di poter valutare con maggior accuratezza l'andamento dei transitori di cambiata in condizioni di cattiva aderenza. In particolare si intende verificare se il particolare le brusche variazioni nella dinamica del sistema introdotte dallo slittamento degli assi possono introdurre oscillazioni e/o altri transitori non desiderabili. Ripetute perdite/riprese dell'aderenza tra ruota e rotaia introducono infatti forti fluttuazioni dei carichi e/o delle impedenze meccaniche a valle della trasmissioni.
Fase 5: Implementazione Real Time
Inizio: inizio mese 15
Fine: fine mese 24
Costo previsto: 10000 Euro
Risultati attesi: ottimizzazione ed implementazione del modello realizzato nelle attività precedenti in ambiente real-time da utilizzare per la simulazione e la calibrazione di questo tipo di sistemi meccatronici.
Fase 6: reporting e produzione di articoli scientifici e memorie per conferenze
Inizio: inizio mese 21
Fine: fine mese 24
Costo previsto: 6000 Euro
Risultati attesi: rapporti tecnici e pubblicazioni scientifiche La fase finale del progetto sarà dedicata alla compilazione di rapporti che consolidino le conoscenze acquisite nell'ambito del progetto e di articoli scientifici (per quanto di divulgabile emergerà) per riviste e conferenze del settore. Il reporting e le altre attività di documentazione potranno auspicabilmente facilitare ulteriori ricadute sulle attività di tipo commerciale (contratti di ricerca con aziende) ell'area dei sistemi HIL applicati alle trasmissioni meccaniche. Tale attività dovrebbe coinvolgere anche personale afferente alla recentemente inaugurate sede distaccata di ingegneria dei trasporti a Pistoia.
