MATLAB w służbie Iron Warriors

Zespół Iron Warriors

Zespół Iron Warriors w sezonie 2015/2016 po raz pierwszy miał możliwość wykorzystania programu MATLAB do rozwoju swojego bolidu. Dzięki możliwości obróbki bardzo dużej ilości danych oraz przeprowadzania symulacji w czasie oprogramowanie okazało się być nieocenioną pomocą.

Oprogramowanie zostało głównie wykorzystane do stworzenia symulacji przejazdu pojazdu Eco Arrow po torze. Główną różnicą między standardowymi pojazdami a „eko-strzałą” jest zaawansowany system start-stop, który przyczynia się do oszczędności pojazdu. Silnik pojazdu jest załączany tylko na kilka sekund, a przez resztę czasu bolid toczy się, powoli wytracając prędkość. Właśnie dlatego strategia przyśpieszania oraz liczba załączeń silnika mają kluczowy wpływ na końcowy rezultat pojazdu.

Wykorzystanie MATLAB&Simulink

Zespół przygotował model fizyczny i zaimplementował trasę przejazdu, uwzględniając jej nachylenie oraz wysokość. Definiując miejsca rozruchu silnika w zależności od położenia na trasie i maksymalną prędkość do jakiej pojazd mógł się rozpędzić, można było zbadać, która ze strategii zapewniała najlepsze wyniki.

Symulacja została stworzona w Simulinku i podzielona na cztery główne sekcje: POJAZD, gdzie wyliczana była siła napędowa oraz opory ruchu, TOR – definiowanie pozycji pojazdu na trasie, KIEROWCA – w tym bloku implementowana była logika strategii oraz STOPER w którym obliczane było przyśpieszenie i prędkość do kolejnego kroku symulacji. Pomimo braku zbieżności wyników z rzeczywistością możliwa była analiza porównawcza zaproponowanych strategii.

Zespół w przyszłości chciałby skupić się na wprowadzeniu do symulacji lepszego modelu silnika korzystającego z pełnej charakterystyki specyficznego jednostkowego spalania w zależności od obrotów. Pozwoli to osiągnąć wyniki bardziej zbliżone do rzeczywistości i wyznaczyć dalszą drogę rozwoju pojazdu. Będzie wtedy możliwe podjęcie decyzji, na którym elemencie studenci powinni skupić się najbardziej.

Ponadto oprogramowanie MATLAB wykorzystywane było do analizy danych po wyścigu. Logowane dane zawierające 40 minut niefiltrowanych danych były importowane z plików csv do workspace’a, co umożliwiło analizę rozkładu prędkości w zależności od okrążenia, spalania na każdym z nich i wielu innych parametrów.

Ostatnim, ale bardzo ważnym narzędziem, które stworzył zespół, był prosty program do korekcji spalonego paliwa w zależności od jego temperatury. Dla tak małych ilości, jakie spalają tego typu bolidy, rozszerzalność cieplna cieczy potrafi wpłynąć nawet w 5% na osiągnięty wynik. Aby móc przeprowadzać testy w podobnych warunkach jak na torze, niezbędne było narzędzie do przeliczania jednostek zbliżone do tego, jakie wykorzystywane jest podczas zawodów. Obecnie planowane jest stworzenie prostego GUI, aby korzystanie z tego kalkulatora było możliwie jak najprostsze.

Program MATLAB okazał się bardzo przydatnym narzędziem do przeprowadzania symulacji, analizy danych czy też prostych obliczeń. Dzięki zastosowaniu tego oprogramowania zespół Iron Warriors uzyskał znakomite wyniki na zawodach we Francji i Finlandii. Bez niego studentom nie udałoby się pobić rekordu Polski i przejechać 837 kilometrów na jednym litrze paliwa.

Dowiedz się więcej o Iron Warriors
www.facebook.com/IronWarriorsTeam/