Gli aspetti fondamentali del modello sono la rappresentazione del sistema fisico e l’implementazione della logica di controllo, che ha il compito di “guidare” il veicolo.

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6 Conclusioni

In questo lavoro è stato realizzato un modello mediante il quale è possibile simulare la dinamica di un generico veicolo a due ruote; si ha quindi a disposizione uno strumento per compiere, in ambiente virtuale, considerazioni riguardo la maneggevolezza di un motociclo, da affiancare ai giudizi derivanti dalle prove su pista dei collaudatori. Pur non potendo ovviamente sostituire il lavoro dei collaudatori, può comunque costituire un valido mezzo di confronto tra diverse soluzioni progettuali preliminari, ed in più presenta il notevole vantaggio di non essere afflitto dalla tipica soggettività umana.

Gli aspetti fondamentali del modello sono la rappresentazione del sistema fisico e l’implementazione della logica di controllo, che ha il compito di “guidare” il veicolo.

Il sistema fisico è stato modellato mediante il codice multibody ADAMS

(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) nella versione 12.0; il modello utilizzato è costituito da 11 corpi dotati complessivamente di 16 gradi di libertà: il livello di dettaglio ottenuto dunque è elevato e consente di limitare le differenze tra il sistema virtuale e quello reale. In particolare sono modellate le caratteristiche non lineari degli ammortizzatori e tutti gli elementi della sospensione posteriore, come ad esempio i silent block e i tamponi di fine corsa.

La logica di controllo è implementata in ambiente Simulink di Matlab

e valuta mediante due equazioni la coppia da applicare allo sterzo e la forza di trazione o frenatura per regolare la velocità di avanzamento del veicolo, valutandole in funzione di grandezze fisiche quali l’angolo di rollio del veicolo e le sue derivate temporali prima e seconda, gli errori di posizione e direzione che il veicolo commette rispetto alla traiettoria da seguire e la velocità di avanzamento. Il metodo utilizzato si inserisce nel filone dei controllori di tipo classico presenti in letteratura, ma presenta alcune caratteristiche innovative, la più importante delle quali è la variabilità dei coefficienti utilizzati nella legge di controllo, che determinano la coppia da applicare allo sterzo, durante l’esecuzione della manovra. Questo permette al controllore di adattarsi in maniera ottimale alle varie condizioni di simulazione affrontate.

Data l’esigenza di poter simulare una generica manovra, è stata implementata in

ambiente Matlab

una procedura per generare in modo automatico una caratterizzazione

analitica della traiettoria da seguire a partire da una sequenza discreta di punti: questo

consente di variare con estrema rapidità e semplicità la manovra simulata.

101 Sono poi state simulate alcune manovre tipicamente utilizzate nella pratica per valutare la maneggevolezza dei veicoli, come la curva “ad U”, il cambio di corsia e la manovra di

“otto”. In tali manovre si sono monitorate tutte le grandezze fisiche di interesse; grazie alla disponibilità di dati sperimentali forniti da Piaggio & C. S.p.A. relativi alla manovra di

“otto”, è stato possibile effettuare una validazione del modello realizzato, dalla quale si è evidenziata una buona corrispondenza tra i segnali simulati e quelli sperimentali.

Il metodo realizzato è infine dotato di elevata flessibilità: infatti il modello del veicolo può essere realizzato in forma parametrica, permettendo di variare rapidamente sia la geometria del motociclo che le caratteristiche dei suoi componenti, come ad esempio i pneumatici o gli ammortizzatori. La procedura automatica che genera la traiettoria da seguire a partire da una sequenza discreta di punti consente inoltre di poter simulare una generica manovra.