|
MATLAB testuje odpružení závodních vozů
Závodní stáj Newman-Haas Racing (NHR) byla založena roku 1983 hercem a pilotem závodních vozů Paulem Newmanem a podnikatelem Carlem Haasem. Automobily této stáje úspěšně bojují v závodním seriálu Championship Auto Racing Teams (CART), který je považován za jeden z nejrychlejších a nejlépe obsazených závodů na světě. Za vše hovoří absolutní vítězství stáje NHR ve třech ročnících šampionátu a více než šedesát prvenství v jednotlivých závodech. Pilot stáje NHR Michael Andretti má na svém kontě nejvíce vítězství ze všech aktivních závodníků soutěže CART.
Nezbytnou podmínkou úspěchu každé závodní stáje je dokonalé vyladění závodního vozu. O systému pro optimální nastavení vozu Race Car Data Analysis (RCDA), který vytvořili inženýři NHR ve výpočetním prostředí MATLAB, pojednával již článek v čísle 6/2000 časopisu Automa. Nejnovějším rozšířením měřicí a testovací základny NHR je automatický tester pružin závodního vozu, který byl opět navržen a implementován pomocí výpočetního prostředí MATLAB americké společnosti The MathWorks.
Nastavení tuhosti závěsů kol patří mezi nejdůležitější parametry vozu, protože přímo souvisí s přilnavostí pneumatik a schopností vozu optimálně manévrovat na různém povrchu vozovky. Jednou z nejdůležitějších součástí závěsu jsou primární pružiny, které do značné míry určují přenos akceleračních, brzdicích a bočně odstředivých sil a zatížení kol. Parametry pružin mají vliv na výšku a tuhost podvozku a především mohou silně ovlivňovat úhlopříčné mezinápravové rozložení zátěže vozu, které patří mezi klíčové faktory výkonu závodního stroje. Povrch vozovky je pro každý závod jiný a pružiny, stejně jako mnoho dalších součástí vozu, musí být správně zvoleny, nastaveny a namontovány s ohledem na měnící se charakter tratě. Výměna pružin nesmí mít vliv na podélné a příčné rozložení hmotnosti stroje – to proto, aby ostatní parametry vozu mohly být nastavovány nezávisle na typu pružin. Před každým závodem je třeba zvolit typ pružiny a přesně nastavit její předpětí pomocí přizpůsobovacích podložek. Tato úloha je poměrně náročná, protože NHR používá zhruba 600 různých kombinací typů a nastavení pružin pro svých pět závodních vozů.
Původně byly tloušťka přizpůsobovacích podložek a tím i předpětí pružin určovány ručně pomocí lisu, kalibrovaných závaží a posuvného měřítka. Tento postup málokdy vedl k optimálnímu předpětí pružiny a technici byli často nuceni před závodem pracně a zdlouhavě přenastavovat pružiny na základě poznatků pilota z testovacích jízd. V roce 1999 se technici NHR rozhodli vytvořit automatizovaný tester na pružiny, který bude minimalizovat chybu měření, bude schopen komplexně testovat lineární i nelineární pružiny a umožní automaticky provádět zátěžové testy pružin bez přítomnosti obsluhy. Pomocí nového testeru bude možné prověřovat také další důležité komponenty vozu, jako jsou sekundární a terciální pružiny a pryžové dorazy náprav.
Specialisté NHR měli velmi dobré zkušenosti s vývojovým prostředím MATLAB, které použili při úspěšném návrhu systému pro optimální vyladění vozu Race Car Data Analysis, který pracuje již od roku 1998. Pro řešení nové úlohy tedy opět zvolili osvědčený MATLAB rozšířený o nástroje pro měření externích veličin pomocí měřicích karet do PC. Systém umožňuje sbírat a analyzovat externí data v reálném čase včetně vizualizace výsledků. Vývojáři NHR vytvořili grafické uživatelské rozhraní pro usnadnění opakovaných testů a analýz jednotlivých pružin. Tvorbu rozhraní jim usnadnil specializovaný modul Guide, který uživatele interaktivně vede a dovolí vytvořit profesionální grafické rozhraní i méně zkušenému programátorovi. Testování pružin je nyní zcela automatické, výsledky testů jsou přehledně zobrazovány v grafech a protokol o testování každé pružiny je archivován v databázi výsledků.
Pružiny je možné během roku opakovaně testovat, výsledky porovnávat s dříve naměřenými hodnotami a sledovat proces relaxace pružiny po extrémní zátěži, kterou představuje každý závod. Tak jsou do dalších závodů použity vždy pouze kvalitní materiály.
„Zpracování dat je pro nás velmi snadné při použití tak výkonného nástroje, jako je MATLAB, který navíc disponuje flexibilním programovacím jazykem, optimálním pro tvorbu našich aplikací,“ říká o použitém vývojovém prostředí šéf vývoje stáje NHR pan Michael Hegel.
Automatický tester vytvořený v prostředí MATLAB zkvalitnil přípravu vozů NHR na závody do té míry, že technici této stáje si již nemusí dělat starosti o stabilitu vozů po výměně pružin a mohou se plně věnovat ostatním úkolům přípravy strojů.
Distributor produktů společnosti The MathWorks v ČR a SR:
HUMUSOFT s. r. o.
Novákových 6
180 00 Praha 8
tel.: 284 011 730
fax: 284 011 740
e-mail: info@humusoft.cz
http://www.humusoft.cz
|