Technische Universität Berlin
Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme - Institut für Mechanik
FG Systemdynamik
und Reibungsphysik Dipl.-Ing. B. Grzemba www.reibungsphysik.de
Dynamik von Schienenfahrzeugen SoSe 2013 Hausaufgabe 3: Komfortbewertung
Laden Sie von der Homepage die folgende Datei herunter: testzug1_2.txt.
Die Datei enthält Messdaten einer Fahrt mit einem modernen Personenzug. Die Daten sind wie folgt in vier Spalten in der Datei abgelegt:
Zeit[ms] Beschleunigung inx-Ri.[m/s2] Beschleunigung iny-Ri.[m/s2] Beschleunigung inz-Ri.[m/s2]
A1: Statistische Kennwerte
Bestimmen Sie für die drei Raumrichtungen die folgenden statistischen Kennwerte des Signals:
• Arithmetisches Mittel
• Quadratisches Mittel
• Standardabweichung
• Spitze-Spitze-Wert
• Crest-Faktor
Interpretieren Sie die Ergebnisse. Können Sie aufgrund der Kennwerte vermuten, welche Wertungszier höher sein wird, lateral oder vertikal?
A2: Fourieranalyse
Berechnen Sie die spektralen Leistungsdichten der drei Signale (unter Verwendung der Fouriertransfor- mation). Stellen Sie die Leistungsdichten für den Bereichf ∈(0Hz,10Hz) graphisch dar. Wählen Sie dafür einmal eine lineare und einmal eine logarithmierte Ordinatenachse. Interpretieren Sie die Verläufe.
Benutzen Sie folgende Denitionen:
S(k∆f) := 1 2
|Zˆk|2
∆f
mit dem einseitigen, normierten Amplitudenspektrum
|Zˆk|=|2 N
N
X
n=1
zT(n∆t) exp
−i2π Nkn
| {z }
FouriertransformationF{zT}
|
A3: Komfortbewertung
Bestimmen Sie die Wertungszier für vertikale und laterale Bewegung nach
W zv/l=X
2Bv/l2 (f)Sv/l(f)∆f3/20
Berücksichtigen Sie den gesamten nutzbaren Frequenzbereich. Die vertikale bzw. laterale Bewertungs- funktionBv/l kann beispielsweise den Vorlesungnotizen entnommen werden.
Abgabe bitte bis zum 30.05., gemeinsame Abgaben sind maximal zu dritt möglich.
Hinweise:
Bedenken Sie, dass Zeitschrittweite und Messdauer des Signals den abgedeckten Frequenzbereich und die Frequenzschrittweite vorgeben.
Einige Octave/MATLABBefehle, die hilfreich zur Bearbeitung dieser Hausaufgabe sein können:
load zum Laden von Dateien in den workspace sum(x) bildet die Summe der Einträge des Vektors x
linspace(a,b,N) erstellt einen Vektor zwischen a und b mit N Einträgen fft führt eine (Fast-)Fourier-Transformation durch
plot(x,y) stellt den Vektor y über den Vektor x graphisch dar
