Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Matematicko-fyzik´aln´ı model vozidla Luk´aˇs Trejra
12. listopadu 2012
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Obsah
1
Vstupy a v´ystupy modelu
2
Model vozidla Motor a pˇrevodovka Odporov´e s´ıly Brzda Spotˇreba
3
Model ˇridiˇce Reprezentace trasy ˇ ızen´ı vozidla R´
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motivace
Motivace ˇ Simul´ator se snaˇz´ı pˇribl´ıˇzit charakteristik´am vozu Skoda Octavia Combi 2.0TDI Podp˚ urn´y n´astroj pro v´yvoj regul´atoru EcoDrive
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Vstupy modelu
Vstup poloha plynov´eho ped´alu < 0, 1 > tlak v brzdov´e soustavˇe < 0, 25 >[bar] zaˇrazen´y rychlostn´ı stupeˇ n {−1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
V´ystupy modelu
V´ystupy (v´ybˇer) ˇ [s] Cas Spotˇreba [µl] Rychlost [ms −1 ] Pˇr´ıˇcn´e zrychlen´ı [ms −2 ] Souˇradnice [m] Kilometrovn´ık [m]
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Fyzik´aln´ı z´aklad
Postaven na knihovnˇe ODE Zjednoduˇsen´e reprezentuje z´akladn´ı fyzik´aln´ı charakteristiky vozidla (rozmˇery, v´aha, poloha tˇeˇziˇstˇe, rychlost a zrychlen´ı)
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Fyzik´aln´ı z´aklad
Model se skl´ad´a z karoserie vozidla a kol Karos´erie vozidla je zjednoduˇsenˇe reprezentov´ana tuh´ym tˇelesem ve tvaru kv´adru Kola jsou reprezentov´ana v´alcem, kolizn´ı tˇeleso je z d˚ uvodu stability ve tvaru koule Pohon vozidla motorem pˇres pˇrevodovku na pˇredn´ı kola
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Motor a pˇrevodovka
Motor vrac´ı toˇciv´y moment v z´avislosti na poloze plynov´eho ped´alu line´arnˇe. Mmotoru = kMmax Maxim´aln´ı moment Mmax = 320 Nm−1 Poloha plynov´eho ped´alu v intervalu k ∈< 0, 1 >
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Motor a pˇrevodovka
V´ysledn´y toˇciv´y moment pˇren´aˇsen´y na kola je Mkola = Mmotoru · xg · xd · µ. Ot´aˇcky motoru jsou poˇc´ıt´any nepˇr´ımo podle 60v · xg · xd RPM = . 2πr Brzdn´a s´ıla motoru Fbm = kkp
Luk´ aˇs Trejra
RPM 60
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Odporov´e s´ıly Stanoveny jako v´yslednice p˚ usob´ıc´ı v tˇeˇziˇsti proti smˇeru pohybu vozidla. Prvn´ı odporov´a s´ıla je d´ana odporem vzduchu podle vztahu 1 Fvz = Cd · A · ρ · v 2 2 Druh´a s´ıla je dynamick´y valiv´y odpor kol podle vztahu, kter´a je odhadem stanovena jako Fdval = 15Cd · A · ρ · v . Tˇret´ı s´ıla je statick´y valiv´y odpor kol podle vztahu, Fsval = ξ Luk´ aˇs Trejra
Fn . R
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Dojezd
Pro pˇribl´ıˇzen´ı pr˚ ubˇehu dojezdu v simulaci re´aln´emu vozidla pouˇzit regresn´ı polynom proloˇzen´y daty z mˇeˇren´ı y = b5 x 5 + b4 x 4 + b3 x 3 + b2 x 2 + b1 x + b0
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Dojezd
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Brzda
Brzdn´a s´ıla z´avis´ı na poloze brzdov´eho ped´alu line´arnˇe. Fbr = k · m · amaxbr Maxim´aln´ı brzdn´e zpomalen´ı amaxbr = 3 m.s −2 Poloha brzdov´eho ped´alu v intervalu k ∈< 0, 1 > odpov´ıd´a line´arnˇe tlaku v brzdov´e soustavˇe < 0, 25 >[bar].
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Natoˇcen´ı kol
Pomˇer mezi natoˇcen´ı kol a volantu je xw = ´ Uhly natoˇcen´ı jsou: ψ 0 = arctan
l Rt −
b0 l
ψ 00 = arctan
l Rt +
b0 l
1 12 .
Z´aklon rejdov´eho ˇcepu je 7.3o .
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
(1) (2)
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Motor a pˇrevodovka Odporov´ e s´ıly Brzda Spotˇreba
Spotˇreba
Spotˇreba vych´az´ı ze z´akona zachov´an´ı energie a pˇredevˇs´ım z´avis´ı na v´ykonu pˇren´aˇsen´eho na kola, a je poˇc´ıt´ana podle vztahu dP , S = ksp P + kdP dt pˇriˇcemˇz P=
2π · Mkola · RPM 60
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Reprezentace trasy ˇ ızen´ı vozidla R´
Reprezentace trasy
Generov´ana z namˇeˇren´ych dat na testovac´ı trati Soubor na sebe navazuj´ıc´ıch bod˚ u urˇcuj´ıc´ıch souˇradnice, max. rychlost, sklony, polomˇer oblouku, doporuˇcenou rychlost Soubor bod˚ u slouˇz´ı jako navigaˇcn´ı trajektorie pro ˇridiˇce
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Reprezentace trasy ˇ ızen´ı vozidla R´
ˇ ızen´ı vozidla R´
Pˇr´ıˇcn´e veden´ı vozidla pˇri pr˚ ujezdu testovac´ı trat´ı zajiˇst’uje PID regul´ator Pokud je simul´ator spuˇsten samostatnˇe je rychlost regulov´ana na z´akladˇe doporuˇcen´e rychlosti jednotliv´ych bod˚ u testovac´ı trasy Zpomaluje hlavnˇe pomoc´ı motoru, pokud to nestaˇc´ı pˇribrzd´ı proporcion´alnˇe
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
Vstupy a v´ ystupy modelu Model vozidla Model ˇridiˇ ce
Reprezentace trasy ˇ ızen´ı vozidla R´
Dˇekuji V´am za pozornost
Luk´ aˇs Trejra
Matematicko-fyzik´ aln´ı model vozidla
