Мотоциклетный симулятор учитывает особые свойства мотоциклов. «Гонки на мотоциклах имеют гораздо меньшую аудиторию, есть только несколько производителей мотоциклов, а инвестиции в исследования и разработки невелики по сравнению с автомобильной промышленностью», - сказал он. «Физические явления в мотогонках труднее симулировать в симуляторе. Они охватывают более широкий диапазон, чем автомобили, такие как движения наклона и крена, и очень немногими из этих факторов можно безнаказанно пренебречь или просто определить их с помощью большого пальца ».
Чтобы лучше симулировать физические явления в мотогонках
Мотоциклисту нужно много информации, чтобы передвигать мотоцикл в оптимальных условиях. Трудно симулировать правильную координацию между водителем, мотоциклом и окружающей средой. Николо приступил к разработке симулятора автоспорта, чтобы лучше имитировать физические явления в гонках на мотоциклах и оптимально применять их в симуляторе для гонщика.
Для того, чтобы смоделировать многие физические явления для этого проекта, ему понадобился подходящий инструмент для их моделирования. Эффективный инструмент, который поддерживает быстрые, легко масштабируемые многодоменные модели, необходим для различных областей, которые необходимо учитывать при разработке гоночного симулятора. Ранее Николо использовал модель, которую он запрограммировал в C ++, для моделирования мотоциклов. Создание модели динамики мотоцикла с нуля стало для него очень полезным опытом. Однако у него были свои пределы, особенно когда речь шла о точности и масштабируемости модели.
Интеграция цифровых моделей в режиме реального времени
«Некоторое время спустя я познакомился с Maplesim и обнаружил, что он выполнял физическое моделирование, необходимое для проведения экспериментов», - сказал Николо. «Я получил доступ к демо-версии Maplesim, и на этом этапе тестирования я получил уверенность в том, что Maplesim - с точки зрения физического моделирования, производительности и функциональной совместимости сгенерированного кода - будет решением многих моих требований. Код, сгенерированный из модели Maplesim, можно использовать без лицензионных сборов, нет собственных библиотек, и пользователи могут разрабатывать цифровые модели, которые можно легко интегрировать во многие среды реального времени ».
Большая часть работы над симулятором включает в себя расчет динамики мотоцикла, чтобы создать прочную и реалистичную основу для моделирования его поведения. Проект включает в себя следующие элементы:
- Взаимодействие между гонщиком и мотоциклом
- Физическое моделирование и симуляция водителя, мотоцикла и его окружения
- Используйте результаты моделирования, чтобы создать реалистичный опыт для водителя в симуляторе
- Описание и 3D визуализация виртуальной среды, в которой едут наездник и мотоцикл
- Интеграция аудиосистемы в виртуальный мир
Maplesim Modelica облегчает разработку модели
Николо уже имел опыт работы с языком моделирования Modelica, и тот факт, что Maplesim использует Modelica, значительно облегчил разработку модели динамики мотоцикла, которая включает эти элементы. Его модели состоят из элементов, которые были разработаны с использованием многотельных и 1D механических библиотек Maplesim, элементов, которые были разработаны на C ++ и интегрированы в Maplesim, и управления серводвигателем, разработанного в Maplesim. Он протестировал интеграцию ряда модулей, созданных ранее в C ++, и оптимизировал сгенерированный код с помощью нескольких настроек для получения эффективных и масштабируемых исполняемых файлов.«Модель для динамики мотоцикла может быть успешно выполнена в режиме реального времени с фиксированными шагами в 200 мкс на имеющейся в продаже компьютерной конфигурации средней мощности», - добавил он.
Установите внешний код C в моделях Maplesim
Модели включают в себя несколько разных доменов. Это включает в себя такие элементы связи, как модули Ethernet, и такие компоненты, как карта водителя, которые необходимы для выполнения кода на платформе моделирования для мотоцикла », - пояснил Николо. «Цель состояла в том, чтобы разработать модель Maplesim, которую можно будет запускать непосредственно на симуляторе после компиляции». «Maplesim предлагает реальные преимущества в качестве платформы для интеграции моделей - сочетание моделей из ряда различных технических областей - потому что Maplesim Modelica поддерживаемый и внешний код C может быть встроен в модели Maplesim."
Результаты показаны в виде 3D-видео
Использование приложения Maplesim для генерации кода было важным шагом для Николо, потому что он может генерировать исполняемый код для перенастройки всего мотоцикла без необходимости воссоздания модели в Maplesim. Окно анализа Maplesim объединяет два взаимодополняющих подхода при обработке смоделированных данных. Это включает в себя первый качественный подход, который можно быстро осуществить, отображая результаты в виде 3D-видео. «С помощью этой функции вы можете быстро обработать информацию и либо снова решить пересмотреть сценарий тестирования и моделирование, либо продолжить с более подробным подходом и анализом результатов моделирования», - говорит Николо. «Здесь также количественный подход значительно упрощается с помощью инструментов, доступных в Maplesim. Сравнение результатов различных симуляций также очень интересная функция. Постобработка расчетных данных и разработка моделей значительно упрощаются с помощью этих инструментов ».
Maplesim для еще большего количества функций в симуляторе проекта
Николо особенно ценит то, что его проект может продолжать извлекать выгоду из Maplesim, если его симулятор мотоцикла становится более сложным и содержит более точные модели. В будущем он планирует использовать Maplesim для еще большего количества функций в своем проекте симулятора. Это включает сбор и обработку данных, определение размеров механических компонентов и исполнительных механизмов на платформе моделирования и разработку контуров управления исполнительными механизмами симулятора.
«По мере развития симулятор сможет выполнять еще больше функций с еще большей точностью. Решение Maplesim предоставляет эффективные инструменты для дальнейшего повышения производительности системы симулятора мотоцикла », - сказал Николо. «Успех этого проекта был возможен только благодаря многочисленным инструментам и навыкам Maplesim.» (Jup)