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Codice:
Course code: |
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39001 |
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Anno accademico:
Academic year: |
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2009-2010 |
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Titolo del corso:
Course title: |
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Modellistica dei Veicoli e dei Sistemi Meccatronici
Modeling of vehicles and mechatronics systems
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Modulo:
Module: |
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Unico
U - Modeling of vehicles and mechatronics systems
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Docente 1:
Teacher 1: |
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Ruolo Docente 1:
Teacher 1: |
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Modalità 1:
Type 1: |
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Convenzionale
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Settore scientifico-disciplinare:
Reference sector: |
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ING-IND/13 Meccanica applicata alle macchine |
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Anno di corso:
Year of degree course: |
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secondo
secondo
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Facoltà:
Faculty: |
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Ingegneria |
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Modalità di frequenza:
Type: |
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Non obbligatoria |
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Semestre:
Semester: |
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2 |
Sottoperiodo:
Sub period: |
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0° |
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Numero totale di crediti:
Total credits: |
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5.0 |
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Carico di lavoro
Workload |
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Attività frontale:
Lectures: |
32.0 |
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Esercitazioni:
Applied activities: |
16.0 |
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Studio individuale:
Individual work: |
64.0 |
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Attività didattica a piccoli gruppi:
Group work: |
4.0 |
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Seminari:
Seminars: |
2.0 |
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Laboratori:
Laboratories: |
2.0 |
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TOTALE (voci sopra-elencate):
TOTAL: |
120.0 |
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Ore di lezione settimanali:
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4.0 |
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Prerequisiti:
Prerequisites: |
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Il corso ha come prerequisiti (non discriminanti) le conoscenze di base della meccanica razionale e della meccanica applicata, in particolare riguardo agli equilibri statici e dinamici e alla cinemat
The students must posses sound knowledge of both theoretical and applied Mechanics and also Mechanical Vibrations. They should be able to perform kinematic analysis of planar mechanisms.
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Obiettivi formativi:
Educational goals: |
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Fornire le conoscenze teoriche per modellare il comportamento di un sistema multicorpo. Applicare tali concetti alla modellazione dei veicoli e dei sistemi meccatronici in genere.
In particolare descrivere e modellare il comportamento dei pneumatici, del veicolo in moto rettilineo e curvilineo,discutere la stabilità del moto.
Fornire le basi per la comprensione del funzionamento di dispositivi meccatronici come l'ABS (antilock braking system) e l?ESP (enhanced stability program).
Descrivere le principali tipologie di sospensioni utilizzate sugli autoveicoli e i relativi vantaggi e svantaggi.
per quanto riguarda la modellistica di sistemi multicorpo il corso si propone di fornire una descrizione del tipo di ccordinate usate nella descrizione della posizione di un corpo nello spazio.
Main educational golas of the course are the following:
give the basics of multibody systems modeling, starting from description of single body coordinates in space, then of chain of rigid bodies comparing approaches with indipendent and redundant coordinates.
description of system kinematcs by means of constraint equations.
Brief description of Denavit & hartenberg approach for robotic systems.To give an overview of Newtonian mechanics (Newton-Euler equation of Motion for rigid body) and analytical dynamics (Lagrange).
To apply these concepts to vehicle simulation starting from simple analytical models up to numerical ones of the "full" vehicle.
Give an overview of tires modeling: brush model, Pacejika formulas, Finite Element approach.
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Contenuto del corso:
Course contents: |
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Modellistica di un sistema multicorpo. Sistemi di riferimento. Orientamento di un corpo nello spazio. Sistemi di corpi rigidi: tipi di coordinate. Cinematica di una catena aperta mediante coordinate relative, convenzione di Denavit e Hartenberg. Coordinate cartesiane: vincoli ed equazioni di vincolo. Cinematica e dinamica di sistemi di corpi rigidi. Equazioni di Lagrange. Integrazione delle equazioni di moto.
Veicoli: Caratterizzazione del pneumatico. Modello a spazzola e Magic formulae. Dinamica longitudinale: pendenza superabile, velocità massima, accelerazione, consumi. Frenatura, ripartizione della frenata e dispositivi anti bloccaggio .Comportamento direzionale: sterzatura cinematica e dinamica, modello a bicicletta, stabilità. Cosimulazione sistema meccanico-sistema di controllo
Fornire le conoscenze teoriche per modellare il comportamento di un sistema multicorpo. Applicare tali concetti alla modellazione dei veicoli e dei sistemi meccatronici in genere.
In particolare descrivere e modellare il comportamento dei pneumatici, del veicolo in moto rettilineo e curvilineo,discutere la stabilità del moto.
Fornire le basi per la comprensione del funzionamento di dispositivi meccatronici come l'ABS (antilock braking system) e l?ESP (enhanced stability program).
Descrivere le principali tipologie di sospensioni utilizzate sugli autoveicoli e i relativi vantaggi e svantaggi.
per quanto riguarda la modellistica di sistemi multicorpo il corso si propone di fornire una descrizione del tipo di ccordinate usate nella descrizione della posizione di un corpo nello spazio.
Multibody: Reference frames. Orientation of a body in 3D space. Systems of rigid bodies: sets of coordinates. Open-loop kinematics employing relative coordinates; Denavit and Hartenberg's convention. Cartesian coordinates: constraints and constraint equations. Kinematics and dynamics of a system of rigid bodies.Lagrange's equations. Integration of the equations of motion. Vehicles: characterization of the tyre. Brush model and Magic formulae. Longitudinal dynamics: maximum slope, maximum speed, acceleration, fuel consumption. Braking, braking distribution and ABS anti-locking devices. Steerage behaviour: kinematical and dynamic braking, bicycle model, stability. Cosimulation for mechanical/control systems.
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Testo di riferimento 1:
Course text 1: |
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A. Shabana, Dynamics of Multibody Systems, Wiley.
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Testo di riferimento 2:
Course text 2: |
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L. Sciavicco, B. Siciliano, Robotica industriale, McGraw-Hill.
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Metodi didattici:
Teaching activities: |
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Lezioni frontali, esercitazioni in aula informatica
Lezioni frontali, esercitazioni in aula informatica
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Struttura della verifica del
profitto:
Assessment: |
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orale
oral
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Descrizione verifica del profitto:
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Domande su argomenti del corso.
Student will be examined on the course content by means of oral questions. |
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Lingua di insegnamento:
Teaching language: |
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Italiana
italian |
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Altre informazioni:
Other information: |
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Le esercitazioni sono svolte in aula informatica
Applied activities performed in computer lab., with use of matlab and msc.adams |
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