Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
State estimation of motorcycle fork: A Kalman filter, accelerometer and pressure sensor approach
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC).
2013 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

A concept for estimation of the states of a motorcycle front fork, stroke and stroke speed, have been developed utilizing a Kalman filter, pressure sensor and accelerometers. The concept development involved sensor and suspension system modeling, Kalman filter setup and tuning, sensor mounting and sensor bracket fabrication, and data recording in a dynamometer and on the road. The result shows a stroke estimation error of about ±smm when one absolute reference position is known. Difficulties arise when the temperature affect the pressure and makes the stroke estimate drift. Two solutions are proposed, one involving estimation of temperatures and compensating the drifting stroke estimate. The other solution is based on a calibration algorithm that can calibrate the system when the motorcycle is on the road. Such a calibration algorithm is proven to work according to a patent [1] and would also benefit from calibrating other sources of errors such as for example changing oil level.

Two additional solutions are also investigated, namely using only accelerometers for stroke speed estimation or using accelerometers and a binary sensor that sends a pulse as the stroke reaches a certain value. Using accelerometers require double integration of the accelerometer measurements in order to obtain a value of the stroke. The integration will sum the offset in the accelerometer measurement (there will always be a small offset in a sensor) which will then will drift if no complementary sensor is used to compensate for drift. Due to that the estimation result is only useful for less than a second.

Abstract [sv]

Ett koncept för estimering av en motorcykelframgaffels tillstånd, slag och slaghastighet, har utvecklats med hjälp av ett kalmanfilter, trycksensor och accelerometrar. onceptutvecklingen innefattade modellering av sensor och stötdämparsystem, installation och parameterinställning av Kalmanfilter, sensormontering och tillverkning av sensorfästen, och datainspelning i dynamometer och påvägen.Resultat visar ett estimerings fel i slag på ca ±smm när en absolut referensposition är känd. Svårigheter uppkommer dåtemperaturen påverkar trycket och gör att slagestimeringen driver. Tvålösningar föreslås, en innefattar estimering av temperaturer och kompensering för drivande slagestimering. Den andra lösningen använder en kalibreringsalgoritm som kan kalibrera systemet medan motorcykeln körs på vägen. Det är bevisat att en sådan kalibreringsalgoritm fungerar av ett patent [1] som också har fördelen att kalibrera andra felkällor som till exempel ändrad oljenivå.

Två alternativa lösningar har också utretts, nämnligen att använda endast accelerometrar till slaghastighetsestimering eller att använda accelerometrar och en binärsensor som skickar en puls när ett visst ställe i slaget nås. För att använda accelerometrar krävs en dubbel integration av accelerometermätvärden för att erhålla ett värde i slag. Integrationen kommer summera accelerometerns mätvärdesoffset (det finns alltid en liten offset i en sensor) som medför att estimeringen driver om inte en kompletterande sensor används för att kompensera drift. På grund av detta är estimeringsresultatet endast användbart i minde än en sekund.

Place, publisher, year, edition, pages
2013.
National Category
Computer Science
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-142440OAI: oai:DiVA.org:kth-142440DiVA: diva2:700948
Educational program
Master of Science in Engineering - Computer Science and Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-03-11 Created: 2014-03-04 Last updated: 2014-03-11Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5791 kB)262 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5791 kBChecksum SHA-512
e4b21c721611e9bfe63c37de7537fec8086289d0378b3322dec90b6f478b34038a76a20f66388448de469d595e892faf0420593b6e17add033e7d2c3f3ccc087
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Computer Science and Communication (CSC)
Computer Science

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 262 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 137 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf