Transient model based lap time simulation of a race car

Através de um cuidadoso desenvolvimento e implementação de software, utilizando um sofisticado modelo transiente de 14 graus de liberdade de um carro de corrida e um controlador preditivo de modelo não linear, esta tese apresenta uma abordagem inovadora para a simulação do tempo de volta. Ao analisar de forma abrangente o desempenho do veículo e a otimização da trajetória, este estudo proporciona percepções valiosas para a obtenção de uma solução mais precisa e eficiente. A pesquisa utiliza um modelo abrangente que incorpora dinâmicas vitais, como suspensão, comportamento dos pneus, aerodinâmica e trens de força. Esse modelo intricado possibilita uma compreensão detalhada das capacidades e limitações do veículo, permitindo a estimativa do envelope de desempenho do carro de corrida em uma ampla faixa de velocidades. Para otimizar a trajetória do carro de corrida, um controlador não linear preditivo baseado em modelo é utilizado. Esse controlador é utilizado em um processo de otimização iterativa, refinando a trajetória para uma volta completa na pista de corrida. O objetivo principal é alcançar o tempo de volta mínimo, ajustando dinamicamente parâmetros como aceleração longitudinal e lateral ao longo do tempo. Por meio da simulação de três configurações distintas de veículos em duas pistas diferentes, uma análise abrangente do desempenho e comportamento do carro de corrida é conduzida. O estudo explora os efeitos de diferentes configurações de veículos nos tempos de volta, características de manuseio e desempenho geral, fornecendo dados sobre a relação intrincada entre configuração do veículo, características da pista e desempenho relativo em corrida. O autor destaca áreas potenciais de avanço, incluindo a adimensionalização do modelo, a paralelização do processo de solução e a implementação de técnicas para rápida diferenciação das funções de custo, objetivo e estado.