Indice
Introduzione 3
1 Stato dell’arte 6
2 Analisi del sistema Motoveicolo 10
2.1 Introduzione . . . 10
2.2 Definizione cinematica . . . 10
2.2.1 Parti costituenti il motoveicolo . . . 10
2.2.2 Vincoli . . . 11
2.3 Definizione del baricentro . . . 12
2.4 Geometria del motociclo . . . 14
2.5 Sistemi di riferimento . . . 16
2.5.1 Sistemi solidali al motoveicolo . . . 16
2.5.2 Anteriore . . . 19
2.6 Cinematica dell’anteriore . . . 20
2.6.1 Angolo di sterzo effettivo . . . 21
2.6.2 Angolo di rollio dell’anteriore . . . 24
2.7 Le ruote . . . 27
2.7.1 Variazione del punto di contatto a terra . . . 28
2.7.2 Variazione dell’altezza del baricentro . . . 29
2.8 Analisi cinematica . . . 29
2.8.1 Velocità del baricentro . . . 30
2.8.2 Velocità di rotazione della ruota posteriore . . . 31
2.8.3 Velocità di rotazione del sistema motore . . . 32
2.8.4 Velocità dell’anteriore . . . 33
2.8.5 Velocità angolare della ruota anteriore . . . 34
I
2.9 Angoli di deriva . . . 35
2.9.1 Angolo di deriva posteriore . . . 35
2.9.2 Angolo di deriva anteriore . . . 36
3 Modelli di Pneumatico 38 3.1 Modello lineare rilassato . . . 38
3.2 Modello Look-up Table 2D . . . 41
4 Modelli di motoveicolo 43 4.1 Equazioni di Lagrange . . . 43
4.1.1 Quasi-coordinate . . . 44
4.1.2 Equazioni . . . 45
4.2 Energia Cinetica . . . 45
4.3 Energia potenziale . . . 48
4.4 Componenti delle forze attive . . . 49
4.4.1 Resistenza aerodinamica . . . 50
4.4.2 Principio dei lavori virtuali . . . 52
4.5 Modello semplificato . . . 53
4.5.1 Ipotesi . . . 54
4.5.2 Energia cinetica . . . 56
4.5.3 Equazioni . . . 56
4.5.4 Componenti lagrangiane delle forze attive . . . 57
4.6 Modello complesso . . . 57
4.6.1 Ipotesi . . . 58
4.6.2 Energia cinetica . . . 60
4.6.3 Equazioni . . . 60
4.6.4 Componenti lagrangiane delle forze attive . . . 63
4.7 Modello intermedio . . . 63
4.8 Calcolo della traiettoria . . . 64
5 Modello del Pilota Virtuale 65 5.1 Controllo del rollio . . . 65
5.2 Controllo della traiettoria . . . 66
5.3 Influenza dei coefficienti . . . 68
5.4 Controllo della velocità longitudinale . . . 69
II
5.5 Implementazione del controllore in Matlab e Simulink . . . 70
6 Simulazione 73 6.1 Manovre . . . 74
6.1.1 Rettilineo . . . 75
6.1.2 Cambio di corsia . . . 79
6.1.3 Il Correntaio . . . 82
6.2 Modello semplificato . . . 87
6.2.1 Influenza del modello di pneumatico . . . 87
6.2.2 Influenza della presenza delle ruote . . . 90
6.3 Modello intermedio . . . 93
6.3.1 Influenza del modello di pneumatico . . . 94
6.3.2 Influenza della presenza del motore . . . 97
6.4 Modello complesso . . . 100
7 Indici per valutazioni di maneggevolezza 102 7.1 Definizione degli indici . . . 102
7.2 Influenza dell’inclinazione dell’asse di sterzo . . . 106
7.3 Influenza dell’avanzamento . . . 107
8 Conclusioni 111
A Dati del motoveicolo 115
B Implementazione Simulink del modello semplificato 117
C Implementazione Simulink del modello completo 125
D Implementazione Simulink del modello di pneumatico lineare
rilassato 136
E Implementazione Simulink del modello di pneumatico look-
up table 140
Bibliografia 144
III
