Modelling of a high-performance vehicle in MATLAB/Simulink and Canopy Simulations
2022 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Modellering av ett högpresterande fordon i MATLAB/Simulink och Canopy Simulations (Swedish)
Abstract [en]
The car industry is constantly evolving. High demands from customers and governing bodies force the manufacturers to speed up development of new vehicle models. This process used to be a very costly, time consuming and not very ecologically sustainable because new and expensive parts had to be made that are difficult to manufacture. Today, there are many different computer softwares that can help the development process by allowing the manufacturers to move this process into a digital environment which can save money, time and at the same time help to become ecologically sustainable.
This Master's thesis is a collaboration with Koenigsegg Automotive AB and aims to evaluate computer softwares and their vehicle models. Three different softwares are tested by looking at the correlation between them and measurement data from a real vehicle test. This to build a better understanding of how the softwares work and how they can be used in the development process of vehicle dynamics and control. The tested softwares are MATLAB/Simulink, CarMaker and Canopy Simulations. A longitudinal model and a lateral model, also known as the dual track model is created in MATLAB/Simulink and it is compared to the vehicle created in the table based software CarMaker and the vehicle created in the optimization oriented software Canopy Simulations.
To test the different models against each other some standard maneuvers are used, such as slalom and constant radius cornering. The models are compared by measuring the lateral acceleration and yawrate. Track driving is also tested since Canopy Simulations is specifically developed for track driving.
The tests show a good correlation between the vehicle models, especially at lower velocities. The developed dual track model during this Master's thesis is a good vehicle model and can predict the lateral acceleration and yawrate and shows most accurate results at lower velocities and during non transient maneuvers where the load transfer is minimal. The model is heavily dependent on the tire model which has to be taken into consideration. CarMaker shows similar results to the dual track model but this software is more suited for testing different driver aids. The way Canopy Simulations works makes it more complex to perform standard maneuvers and test the correlation, but initial simulations show a good correlation and its capabilities when it comes to vehicle development. It is a great tool for optimizing a vehicle for performance on track.
Abstract [sv]
Bilindustrin utvecklas ständigt. Höga krav från kunder och regeringar tvingar tillverkarna att skynda på utvecklingen av nya fordonsmodeller. Denna process var tidigare mycket kostsamt, tidskrävande och inte särskilt ekologiskt hållbart eftersom nya delar behövde tillverkas som är svåra och kostsamma att tillverka. Idag finns det många olika datorprogram som kan hjälpa utvecklingsprocessen genom att låta tillverkarna flytta denna process in i en digital miljö som kan spara pengar, tid och samtidigt vara ekologiskt hållbart.
Detta examensarbete är ett samarbete med Koenigsegg Automotive AB och syftar till att utvärdera dessa datorprogram och deras fordonsmodeller genom att testa tre olika program och titta på korrelationen mellan dem och mätdata från ett riktigt fordonstest. Detta för att skapa en bättre förståelse för hur datorprogrammen fungerar och hur de kan användas i utvecklingsprocessen av fordonsdynamik och reglering. De testade programmen är MATLAB/Simulink, CarMaker och Canopy Simulations. En longitudinell modell och en lateral modell, även känd som dubbelspårsmodellen skapas i MATLAB/Simulink och den jämförs med fordonet som skapats i det tabellbaserade programmet CarMaker och fordonet som skapats i det optimeringsorienterade programmet Canopy Simulations.
För att testa de olika modellerna mot varandra används några standardmanövrar såsom slalom och kurvtagning med konstant radie. Modellerna jämförs genom att mäta sidoaccelerationen och girhastigheten. Bankörning testas också eftersom Canopy Simulations är speciellt utvecklad för bankörning.
Testerna visar en god korrelation mellan fordonsmodellerna, speciellt vid lägre hastigheter. Den framtagna dubbelspårsmodellen under examensarbetet är en bra fordonsmodell och kan förutsäga sidoaccelerationen och girhastigheten och visar bäst resultat vid lägre hastigheter och under icke-transienta manövrar där lastöverföringen är minimal. Modellen är starkt beroende av däckmodellen som man måste ta hänsyn till. CarMaker visar liknande resultat som dubbelspårsmodellen men det här programmet är mer anpassat för att testa olika förarhjälpmedel. På det sätt Canopy Simulations fungerar gör att det är mer komplicerat att utföra standardmanövrar och testa korrelationen, men initiala simuleringar visar en bra korrelation och dess förmåga när det gäller fordonsutveckling. Det är ett bra verktyg för att optimera ett fordon för prestanda på bana.
Place, publisher, year, edition, pages
2022.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2022:247
Keywords [en]
Vehicle Engineering, vehicle development, modelling, simulation, longitudinal model, lateral model, standard maneuver
Keywords [sv]
Fordonsteknik, fordonsutveckling, modellering, simulering, longitudinell modell, lateral modell, standardmanöver
National Category
Vehicle and Aerospace Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-324277OAI: oai:DiVA.org:kth-324277DiVA, id: diva2:1739347
External cooperation
Koenigsegg Automotive AB
Subject / course
Vehicle Engineering
Educational program
Master of Science - Vehicle Engineering
Supervisors
Examiners
2023-02-242023-02-242025-02-14Bibliographically approved