Nella progettazione di un veicolo, sia a due che a quattro ruote, è buona re- gola definire le caratteristiche dinamiche che il prodotto finale deve possedere.

Introduzione

Nella progettazione di un veicolo, sia a due che a quattro ruote, è buona re- gola definire le caratteristiche dinamiche che il prodotto finale deve possedere.

Ciò non significa che, prima ancora di aver realizzato il primo prototipo, deve essere noto il comportamento del veicolo in ogni situazione; infatti, nella fase iniziale, è necessario definire l’utilizzo (turismo, pista, fuoristrada,. . . ) per il quale si vuole realizzare il motociclo. Dopo questa prima fase di definizione di massima delle qualità di manovrabilità e maneggevolezza, è necessario capire quali sono i parametri da gestire per poter ottenere il risultato voluto. Il ter- mine maneggevolezza è legato allo insieme dei moti possibili che un veicolo può compiere, considerando anche le limitazioni (fisiche e mentali) del pilota.

É questa ultima caratteristica che distingue il concetto di maneggevolezza da quello di manovrabilità, che, al contrario del primo, considera un pilota ide- ale, capace di esercitare, istante per istante, la migliore legge di controllo sul motociclo.

In questa fase è di fondamentale importanza il know-how dell’azienda, gra- zie al quale si riescono a ridurre i tempi di progettazione ed il numero di prototipi necessari per arrivare alla preserie. Storicamente, il procedimento comunemente adottato era quello di affidare nelle mani di collaudatori esperti lo sviluppo del veicolo, ricevendo da loro gli input necessari per raggiungere lo scopo.

L’ evoluzione del mercato ha reso necessaria una revisione globale nel modus operandi; si sono dovuti ridurre i costi ed i tempi nei vari settori, dalla progettazione alla produzione (il time to market). Da quanto espos- to si capisce perché ha avuto un rapido sviluppo il settore delle tecniche di simulazione, reso possibile anche da un altrettanto rapido incremento delle capacità di calcolo degli elaboratori elettronici. Ciò è testimoniato anche dal

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gran numero di testi recenti che si interessano dell’ argomento.

Nel settore motociclistico fare un prototipo virtuale significa essenzial- mente realizzare due modelli:

• Pilota

• Motoveicolo

Il veicolo è comunque condotto dal pilota e, di conseguenza, il modo in cui esso viene controllato è una caratteristica che varia a seconda dello stile di guida e del grado di esperienza; ciò è accentuato nei veicoli a due ruote, che essendo instabili per natura, mettono in evidenza le capacità di chi li conduce.

I metodi comunemente utilizzati per realizzare la logica di controllo del pilota virtuale sono essenzialmente i seguenti:

• PID

• Fuzzy

• Reti neurali

• Controllori di tipo ibrido

Per quanto riguarda la realizzazione dei modelli di motoveicolo, gli approcci sono sostanzialmente di due tipologie. Il primo è di tipo analitico e tende a ricavare le equazioni del sistema manualmente; il secondo prevede l’ utilizzo di codici multibody, che automatizzano il metodo di creazione delle equazioni del moto. L’approccio di tipo analitico permette una maggiore comprensione dei vari fenomeni a scapito di una semplificazione più spinta, necessaria per poter gestire le equazioni.

Lo scopo di questo lavoro è quello di elaborare ed analizzare sistemi di

motoveicolo di tipo analitico, cercando di capire il grado di complicazione

necessario per decrivere, entro il grado di approssimazione voluto, l’influenza

che la variazione di alcuni parametri (quote ciclistiche, . . . ) ha sul compor-

tamento dinamico della moto. Il fine ultimo di un lavoro come il presente

è quello di poter conoscere il maggior numero di informazioni sulle carat-

teristiche dinamiche di un veicolo, prima ancora di averne prodotto un solo

esemplare. Un’ analisi virtuale di maneggevolezza non può prescindere da

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una modellazione analitica del comportamento reale del pilota, ovvero delle sue capacità di percezione di grandezze fisiche quali posizione e velocità, e dei criteri utilizzati per scegliere le azioni da compiere per guidare il veicolo. Ver- rà quindi utilizzato un modello matematico per il pilota che sceglierà istante per istante i valori della coppia di sterzo e della forza di trazione/frenatura, sulla base della valutazione della dinamica del veicolo, in modo da seguire una traiettoria predeterminata. Verranno simulate alcune manovre grazie alle quali sarà possibile educare il pilota e, successivamente, verrano utilizza- ti i risultati delle prove per l’ estrazione di indici di prestazione.

Il codice di calcolo che verrà utilizzato è Simulink

nella versione 5.0, ambiente del software Matlab versione 6.5, prodotto dalla MathWorks.

Questo lavoro si inserisce nel programma di ricerca, svolto in collabo- razione dalla Ducati Motor Holding spa e dal DIMNP (Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione) dell’Università degli Studi di Pisa.

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