Comportamento dinâmico de um veículo implementado com suspensões ativas

Abstract

O objetivo do trabalho é melhorar o controle do comportamento dinâmico sob excitação vertical de um modelo veicular completo levando em consideração os três movimentos principais, de elevação (heave), balanço (pitch) e de rolagem (roll), em termos de aceleração. Com essa finalidade desenvolve-se a programação necessária para implementação de um modelo de veículo completo de 7 GDL no programa MATLAB® que interage com o sistema de controle ativo desenvolvido em diagrama de blocos no programa Simulink®. Em seguida, o desempenho do modelo é avaliado através de programas desenvolvidos de excitações de estrada com perfil senoidal e randômico. Os resultados obtidos mostram que o movimento da massa suspensa, em termos de aceleração, acima e abaixo do valor da frequência natural da roda pode ser diminuído pela filtragem dos coeficientes de mola e amortecimento através de um laço de controle interno, mais a utilização de amortecimento skyhook das velocidades de elevação, balanço e rolagem com um laço de controle externo. A atenuação das constantes de mola abaixo da frequência do corpo do veículo reduz as perturbações da estrada, mas podem bater nos limitadores do percurso da suspensão.

The aim of this work is to improve the control of the dynamic behavior under vertical excitation of a full vehicular model whilst taking into consideration the three main movements of heave, pitch and roll in terms of acceleration. With this goal in mind, the necessary programming was carried out for the implementation of a full vehicular model of 7 DOF using the software MATLAB® which interacts with the active control system developed via blocks diagram using the software Simulink®. Following on from that, the performance of the model is evaluated by means of programmes developed from road excitations with a sinusoidal and random profile. The results show that the motion of the sprung mass, in terms of acceleration, above and below the natural frequency of the wheel can be reduced by filtering the spring and damping coefficients through an internal control loop, plus the usage of skyhook damping of heave, pitch and roll velocities with an external control loop. The mitigation of the spring constants below the frequency of the body of the vehicle reduces the excitations of the road, but may strike against the path limiters of the suspension.