Výpočet teoretického času vozidla na závodním okruhu.

Abstract

Cílem této práce je tvorba nástroje pro výpočet teoretického času průjezdu vozidla definovaným okruhem v programovém prostředí MATLAB/Simulink. Zadaný problém byl řešen pomocí dvoufázového výpočetního modelu. Na základě stanovené jízdní trajektorie a definovaných maximálních adhezních možností vozu je nejprve proveden počáteční odhad základního dráhového tachogramu. Ten je následně ve druhé fázi korigován pomocí plně specifikovaného modelu podélné dynamiky vozu. Porovnáním výstupu simulace s naměřenými daty bylo zjištěno, že zásadní vliv na spolehlivou předpověď rychlostního profilu má definice adhezní obálky vozu. V případě správné úvodní identifikace adhezních možností vozu lze dosáhnout poměrně příznivých výsledků. U vyšetřovaných tratí se výsledná odchylka pohybovala v oblasti 0.25-1sec/km. Hlavním přínosem této práce je tak funkční realizace zpětnovazebné regulační strategie modelu podélné dynamiky vozu na závodním okruhu. Na základě komplexity modelu podélné dynamiky je pak možné provádět další dodatečné analýzy spojené s pohonným řetězcem, případně se nabízí možnost upravovat řídící strategie pohonných systémů pro konkrétní závodní režim.

This work is aimed to develop a MATLAB/Simulink Tool for estimation of lap time on a given racing course. The proposed solution is based on a two-level calculation strategy. In the first phase, there is created an initial speed profile reflecting the analyzed trajectory and vehicle performance envelope defined by maximal adhesion capabilities. Finally, the initial guess obtained is used as a control input for fully-specified model of longitudinal dynamics. This model already calculates the final speed profile for particular vehicle-track combination. It has been found out, that the successful prediction of speed profile on a race track depends especially on a precise definition of performance envelope. In case, that those adhesion boundaries are for initial calculation properly identified, the simulated results are not too far from real measurements. The overall time difference between simulation and experimental tests is varying in range of 0.25 to 1 sec/km. The main contribution of this work represents the successful realization of closed-loop based control strategy for power train model reflecting the race drive mode on a given track. Depending on model range of power train, additional analysis or control strategies regarding to particular racing mode can be then performed.