Details

В статье рассматривается создание программного комплекса для решения задачи минимизации времени прохождения гоночной трассы для спортивного автомобиля класса «Формула Студент». Представлен комплексный подход к численному моделированию динамики транспортного средства, учитывающий нелинейные характеристики шин, аэродинамические силы, характеристики двигателя и трансмиссии, а также геометрию трассы. Для решения задачи оптимального управления, заключающейся в определении законов управления тягой и торможением в каждой точке трассы, использован трехэтапный метод глобально-локальной оптимизации в среде MATLAB. Методология включает оптимизацию как «прогревочного», так и «боевого» кругов, обеспечивая физическую реализуемость и непрерывность решений. В результате исследований разработан программный комплекс, позволяющий получить оптимальный профиль управления, оценить предельные динамические характеристики автомобиля и использование сцепного потенциала шин. Модель может быть использована для проектирования и тестирования алгоритмов управления дистанционно управляемыми и пилотируемыми транспортными средствами.

This paper discusses the development of a software package for solving the prob-lem of minimizing the lap time for a Formula Student race car. A comprehensive approach is presented, incorporating nonlinear tire characteristics (Pacejka Magic Formula), aerodynamic forces, engine and transmission properties, and track geometry. A three-stage global-local op-timization algorithm implemented in MATLAB is used to solve the optimal control problem, determining throttle and braking profiles along the track. The methodology includes optimiza-tion for both warm-up and flying laps, ensuring physical feasibility and solution continuity. The developed software complex generates optimal control profiles, evaluates limiting vehicle dy-namics, and analyzes tire grip utilization. The model is applicable for designing and testing control algorithms for both remote-controlled and piloted vehicles.

"Транспортные системы", международная научно-практическая конференция (2025; Санкт-Петербург). Транспортные системы: сборник трудов Международной научно-практической конференции, 13–17 октября 2025 года, Санкт-Петербург / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; [редактор: Д. В. Ефанов]. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2025. — 1 файл (11,4 Мб). — Загл. с титул. экрана. — Электронная копия печатной публикации 2025 г. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/i25-326.pdf>. — DOI 10.18720/SPBPU/2/i25-326. — Текст: электронный