Vývoj verifikační platformy pro účely validace řídicích algoritmů dynamiky vozu

Abstract

Tato bakalářská práce se věnuje tématu Driver-in-the-Loop simulací dynamiky vozu. V teoretické části je přehled různých alternativních hardwarových i softwarových simulátorů s výčtem jejich výhod a nevýhod. V praktické části jsem se věnoval samotnému vývoji verifikační platformy pro validaci řídicích algoritmů v automobilovém průmyslu. Pro tento účel byl modifikován 6-osý letecký simulátor na simulátor dynamiky vozu. Jakožto simulační software byla zvolena hra LFS, která vyniká realističností ovládání vozidel. Dále bylo navrženo propojovací rozhraní mezi LFS, modifikovaným simulátorem, programovacím jazykem Python a prostředím MATLAB/Simulink, který je v oboru řízení standardem. Pro ověření funkčnosti rozhraní byly implementovány dva řídící zákony, tempomat a yaw damper, který byl následně otestován třemi experimentálními scénáři: postranní nárazový vítr, losí test a závodní kola na čas. Výsledky všech experimentů poukazují na lepší předvídatelnost chování a stabilitu vozu, tedy lze předpokládat, že implementovaný řídicí systém je validní.

This bachelor thesis is dedicated to a Driver-in-the-Loop vehicle dynamics simulation, mainly focused towards a realistic driver experience. Theoretical part lists various state of the art hardware as well as software simulation alternatives, describing their advantages and liabilities. Consequently, practical part mainly focuses on development of verification platform for control law validation, which will be used in automotive industry. For the purpose of development, I have modified 6 Degrees of Freedom flight simulator using driving input peripherals. The choice of simulation software fell upon the LFS game, due to its supreme vehicle handling qualities and physical model fidelity. Moreover, I have developed an interface interconnecting the Live for Speed (LFS), the modified flight simulator and two development environments, Python programming language and MATLAB/Simulink environment. In order to verify the implemented interface, I have designed two control laws, a cruise control and a yaw damper. Furthermore, the yaw damper control law underwent validation testing in three test scenarios: side wind blow, moose test and measured racing lap. The test results point towards higher vehicle stability and predictability, while having yaw damper system implemented, which suggests that the proposed design is valid.