Race Car Simulation-driven set-up Methodology supported by low-cost DiL Simulator and offline Simulations

In Motorsport, dynamic simulations have become crucial for designing and setting-up a car in preparation for race events. At the same time, the use of professional driver-in-the loop (DiL) simulators, despite having improved the quality of the information available to the performance engineers thanks to driver direct feedback, still remains inaccessible or limited due to its related costs for most racing teams. This thesis work proposes a methodology which exploits the data collected from driving sessions on a low-cost DiL simulator to perform, on an offline professional simulation environment “VI-CarRealTime”, sensitivity analyses for variations of different vehicle configuration parameters which aim at defining the “set-up” (i.e. vehicle configuration) for a particular track, both for professional and non-professional drivers. This synergy is made possible by the definition of a PID-based driver model, which tracks real trajectories and speed profiles. At the end of the procedure, the drivers test the proposed set-ups as results of the analysis on the DiL simulator, to verify the methodology on a simpler, yet sufficiently accurate enough, vehicle model.

Nel Motorsport, le simulazioni dinamiche hanno assunto un ruolo fondamentale nella progettazione e nella definizione dell’assetto nelle vetture da competizione in preparazione per un evento di gara. Allo stesso tempo, l’utilizzo di simulatori “driver-in-the-loop” (DiL), sebbene abbia migliorato la qualità delle informazioni a disposizione degli ingegneri delle prestazioni grazie alla possibilità di avere un riscontro diretto da parte del pilota, rimane tutt’oggi uno strumento non disponibile per gran parte delle squadre da corsa a causa degli elevati costi associati. Questo lavoro di tesi propone una metodologia che sfrutta dati raccolti da sessioni di guida su un simulatore DiL “low-cost” per eseguire, su un ambiente di simulazione offline professionale “VI-CarRealTime”, analisi di sensitività al variare di diversi parametri fisici del veicolo con la finalità di definire l’assetto per un particolare circuito, sia per piloti professionisti che non. Questa sinergia è resa possibile grazie alla definizione di un pilota basato su controllori PID che è utilizzato per replicare traiettorie e profili di velocità reali. Come ultimo passo della procedura, i piloti provano sul simulatore di guida gli assetti proposti come risultato dell’analisi, per verificare la metodologia su un semplice, ma sufficientemente preciso modello di veicolo.