ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| LABORATORIO DI DINAMICA DEI VEICOLI | ING-IND/13 | LEZIONI | 60 |
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Il corso si propone di fornire agli allievi nozioni avanzate di dinamica del veicolo e di dotarli degli strumenti necessari per l’analisi e la modellazione funzionale di veicoli stradali (veicoli per passeggeri e veicoli da competizione). L'approccio, tipico della meccanica analitica, si basa sulla scrittura delle equazioni differenziali ed algebriche che descrivono un veicolo. Si studiano, ad esempio, le eq.ni di congruenza, che legano le velocità di punti notevoli del veicolo agli scorrimenti dei pneumatici, le equazioni costitutive, che descrivono le interazioni fra ruote e terreno, e le equazioni di equilibrio dinamico, che descrivono il moto finale del veicolo (e sono responsabili dei trasferimenti di carico in curva e nelle fasi di accelerazione e decelerazione). Nel corso si vanno a fornire inoltre informazioni complementari a quelle già in possesso degli allievi, legate ad esempio alle equazioni che descrivono il comportamento di varie tipologie di differenziali, e si presentano tecniche tipiche della robotica per la modellazione di sospensioni dotate di geometrie complesse.
Vengono altresì trattati alcuni aspetti di pianificazione ottima con tecniche numeriche, utili per definire modelli di pilota artificiale per guida autonoma.
Al termine del corso, lo studente avrà:
Il software in cui vengono svolte le sercitazioni al calcolatore è Wolfram Mathematica [https://www.wolfram.com/]. Alcune esercitazioni prevedono l'uso della suite CasADi [https://web.casadi.org/] in ambiente Python.
La verifica delle conoscenze avviene attraverso la discussione orale di un progetto elaborato dallo studente che prevede l'implementazione al calcolatore, tipicamente impiegando il sofware Wolfram Mathematica, di uno o più modelli di veicolo nello svolgimento di varie tipologie di manovre.
Alla discussione lo studente illustra, mediante una presentazione in PowerPoint o Beamer, il/i modello/i di veicolo implementati ed i risultati delle simulazioni. Il docente valuta la completezza, la robustezza e l'organizzazione del codice di calcolo sviluppato, la ricchezza dei risultati delle simulazioni e la profondità della discussione proposta dal candidato a difesa della bontà dei risultati.
I risultati delle simulazioni coinvolgono alcune manovre tipiche come: chicchiole, inseguimento di traiettorie, colpi di sterzo e simili. E' di fondamentale importanza la creazione delle mappe di soluzioni steady-state (MAPs) per la valutazione delle proprietà sovra-/sotto-sterzanti.
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà:
Durante il corso, le tecniche di modellazione e pianificazione vengono applicate ai modelli di veicolo di riferimento simulati (single- e double-track) sotto la supervisione dei docenti e dei collaboratori alla didattica.
Inoltre, all'esame lo studente dovrà preparare ed illustrare una presentazione che riporti i risultati dell'attività di progetto.
Al termine del corso gli studenti avranno sviluppato l'attitudine a riconoscere, nei problemi applicativi di diversa natura che possono essere loro proposti come ingegneri dei veicoli, gli aspetti salienti della dinamica del veicolo, in una accezione ampia del termine, di riconoscere il ruolo giocato dai vari componenti il sistema e di saperli modellare in modo generale, astraendone la funzione e l'effetto dalla particolare realizzazione.
Agli studenti verrà chiesto di proporre argomenti di approfondimento, quali modelli di veicolo più complessi o dotati di dispositivi speciali (come differenziali di varia natura e sospensioni con geometrie non standard) a cui loro stessi dovranno saper adattare le tecniche apprese. In questo modo potranno dimostrare di saper estendere l’applicabilità dei metodi ad una classe più generale di problemi che potranno incontrare nella loro vita professionale.
Nessuno.
Le lezioni vengono svolte alla lavagna, con l'eventuale uso di supporti multimediali per la visione di immagini e video, ed al calcolatore relativamente alle sezioni in cui si implementano di codici di simulazione.
Modalità di apprendimento:
Metodologia di insegnamento:
Esempio di regisitro delle lezioni tratto dall'a.a. 2020-21
Dispense del docente.
Massimo Guiggiani - The Science of Vehicle Dynamics - Springer 2018
Hans Pacejka - Tire and Vehicle Dynamics - Butterworth-Heinemann 2012
John T. Betts - Practical Methods for Optimal Control and Estimation using Nonlinear Programming - SIAM 2010
Nessuna differenza di programma o di valutazione
La verifica delle conoscenze avviene attraverso la discussione orale di un progetto elaborato dallo studente che prevede l'implementazione al calcolatore, tipicamente impiegando il sofware Wolfram Mathematica, di uno o più modelli di veicolo nello svolgimento di varie tipologie di manovre.
Alla discussione lo studente illustra, mediante una presentazione in PowerPoint o Beamer, il/i modello/i di veicolo implementati ed i risultati delle simulazioni. Il docente valuta la completezza, la robustezza e l'organizzazione del codice di calcolo sviluppato, la ricchezza dei risultati delle simulazioni e la profondità della discussione proposta dal candidato a difesa della bontà dei risultati ottenuti.
Vengono valutati favorevolmente approfondimenti proposti e svolti in modo indipendente dai candidati su argomenti complementari mediante esposizione di tavole aggiuntive (ad esempio pianificazione ottima della guida di un veicolo).
Possibili su iniziativa indipendente dello studente
Nessuno
Si indica come riferimento il canale MS Teams del Corso in cui è presente anche il materiale didattico fornito dal docente ed esempi di lezioni registrate svolte nell'a.a. 2020-21
