Model de la dinàmica lateral d’un vehicle complet

Abstract

El projecte que es presenta en aquest document, té com a finalitat l’estudi del comportament de la dinàmica lateral d’un vehicle utilitari. El principal objectiu és la creació d’una aplicació vàlida per simular el comportament d’un vehicle i valorar l’estabilitat del mateix. Es tracta del model de vehicle complet en el que es tenen en compte els neumàtics, les suspensions i la direcció. Es pot dividir el projecte en dos gran blocs. El primer consisteix en l’estudi dinàmic del vehicle i el segon en la modelització i assaig del mateix. En la primera part es plantegen les equacions que regeixen el comportament del mateix a l’ espai, per tant, es genera el model físic. Per la correcta representació dels neumàtics es revisen diferents models existents, dels quals es tria el model de Pacejka per la seva acceptació en l’àmbit automobilístic, a més de la bona correlació amb resultats reals gràcies a l’obtenció experimental dels coeficients. Es crea també un model de motor a partir d’una taula de valors experimentals. Aquest està relacionat linealment amb la posició del pedal d’acceleració pilotat per un controlador PID. Per ampliar la utilitat, s’inclou un model de caixa de canvis que permet incrementar la velocitat automàticament. En la segona part, s’implementa el model programant amb el Simulink®. Un cop s’ha aconseguit que l’aplicació funcioni correctament, ha estat necessari buscar i provar diferents valoracions objectives sobre l’estabilitat del vehicle. S’ha estudiat així el comportament del vehicle en diferents situacions creant senyals per representar-les. Entre els assajos portats a terme, tots segons les normes ISO, trobem un assaig de radi constant, en el que es defineix una trajectòria circular constant, augmentat la velocitat per valorar la resposta semi-estacionaria en conducció circular, o l’assaig de l’ant, que consisteix en una entrada sinusoïdal d’un sol període que permet valorar la resposta transitòria, així com respostes a diferents entrades de gir de volant, com pot ser una entrada esglaó. Els resultats han estat satisfactoris, reflexa correctament el comportament d’un vehicle i permet un estudi detallat de l’evolució dels diferents paràmetres d’estudi. Tot i això, el model passa per alt variables com el capcineig, moviment rotacional al voltant del eix transversal, que es podrien desenvolupar en un estudi posterior per poder observar com interaccionen.