Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico
Proven, the passive vehicle suspension system is a reliable and cost-effective solution solution for both chassis and wheel vibration levels reduction and chassis acceleration levels reduction. Although this system is widely used in vehicles, it has the disadvantage that its parameters can not be mo...
| Autor principal: | Oliveira, Fernando Emerenciano Nunes de |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2018
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2904 |
| Tags: |
Adicionar Tag
Sem tags, seja o primeiro a adicionar uma tag!
|
| id |
riut-1-2904 |
|---|---|
| recordtype |
dspace |
| spelling |
riut-1-29042018-02-07T12:25:46Z Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico Semi-active control and nonlinear states observer applied in vehicular suspension with magneto-rheological damper Oliveira, Fernando Emerenciano Nunes de Tusset, Angelo Marcelo http://lattes.cnpq.br/1204232509410955 Balthazar, José Manoel Rocha, Rodrigo Tumolin Janzen, Frederic Conrad Tusset, Angelo Marcelo Automóveis - Amortecedores Automóveis - Molas e suspensão Sistemas não-lineares Controladores programáveis Automobiles - Shock absorbers Automobiles - Springs and suspension Nonlinear systems Programmable controllers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica Proven, the passive vehicle suspension system is a reliable and cost-effective solution solution for both chassis and wheel vibration levels reduction and chassis acceleration levels reduction. Although this system is widely used in vehicles, it has the disadvantage that its parameters can not be modified according to the variations generated by the track. This results in the use of the active suspension system, which allows the variation of the parameters of the suspension in real time, however, the use of this type of suspension requires a high level of energy for the correct operation of its actuators, resulting in the unfeasibility of some applications. To solve the disadvantages found for the passive and active suspension system, the semiactive suspension system arises, which combines the advantages of the active system, but with a lower energy consumption, consequently generating a reliable and economical solution control option to the problems of maneuverability and vehicular comfort. The present work intends to perform two evaluations, the first being the evaluation and comparison of a passive suspension system with the performance of four semi-active controllers (on/off, skyhook, groundhook and hybrid) and the second is to test the same controllers, but considering the dynamics of a magneticrheological damper through the LuGre model. These controllers will be applied to a nonlinear model of a quarter-car with two degrees of freedom, with its variables being estimated through a nonlinear state observer. The analysis for the comparison of the systems will be performed through numerical simulations using MatLab® software. The simulations of the disturbances generated by the track will be performed through a step function and a pulse function in order to evaluate the performance of each controller. After the implementation of the control algorithms, it was possible to verify that the system of semi-active suspension against the proposed excitations presented a superior performance in relation to comfort. However, not as significant as comfort, the controllable system alo compared to the passive system, presented improvements in the steerability requirement. Comprovadamente, o sistema de suspensão veicular passivo é uma proposta confiável e econômica de solução tanto para redução dos níveis de vibração do chassi e da roda, quanto para a redução dos níveis de aceleração do chassi. Embora este sistema seja amplamente empregado nos veículos, ele apresenta a desvantagem que seus parâmetros não podem ser modificados de acordo com as variações geradas pela pista. Com isso surge o emprego da utilização do sistema de suspensão ativa, que possibilita a variação dos parâmetros da suspensão a tempo real, no entanto, o emprego deste tipo de suspensão requer um elevado nível de energia para o funcionamento correto de seus atuadores, acarretando na inviabilidade de algumas aplicações. Para solucionar as desvantagens encontradas para o sistema de suspensão passivo e ativo, surge o sistema de suspensão semiativo, que reúne as vantagens do sistema ativo, porém com um menor consumo de energia, gerando consequentemente uma opção de controle confiável e econômica de solução para os problemas de dirigibilidade e conforto veicular. O presente trabalho pretende realizar duas avaliações, sendo a primeira, a avaliação e comparação de um sistema de suspensão passivo com o desempenho de quatro controladores semiativos (on/off, skyhook, groundhook e híbrido) e a segunda é testar os mesmos controladores, porém considerando a dinâmica de um amortecedor magnético-reológico através do modelo de LuGre. Estes controladores serão aplicados a um modelo não linear de um quarto de carro com dois graus de liberdade, sendo as suas variáveis estimadas, através de um observador de estados não linear. A análise para a comparação dos sistemas será realizada através de simulações numéricas utilizando o software MatLab®. As simulações dos distúrbios gerados pela pista serão realizadas através de uma função degrau e uma função pulso com o objetivo de avaliar o desempenho de cada controlador. Após a implementação dos algoritmos de controle, foi possível verificar que o sistema de suspensão semiativo, frente às excitações propostas, apresentou um desempenho superior em relação ao conforto. Contudo, não tão significativas quanto ao do conforto, o sistema controlável também, comparativamente ao sistema passivo, apresentou melhoras no requisito dirigibilidade. 2018-02-07T12:25:46Z 2018-02-07T12:25:46Z 2017-12-21 masterThesis OLIVEIRA, Fernando Emerenciano Nunes de. Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico. 2017. 147 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2904 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica UTFPR |
| institution |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| collection |
RIUT |
| language |
Português |
| topic |
Automóveis - Amortecedores Automóveis - Molas e suspensão Sistemas não-lineares Controladores programáveis Automobiles - Shock absorbers Automobiles - Springs and suspension Nonlinear systems Programmable controllers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica |
| spellingShingle |
Automóveis - Amortecedores Automóveis - Molas e suspensão Sistemas não-lineares Controladores programáveis Automobiles - Shock absorbers Automobiles - Springs and suspension Nonlinear systems Programmable controllers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica Oliveira, Fernando Emerenciano Nunes de Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| description |
Proven, the passive vehicle suspension system is a reliable and cost-effective solution solution for both chassis and wheel vibration levels reduction and chassis acceleration levels reduction. Although this system is widely used in vehicles, it has the disadvantage that its parameters can not be modified according to the variations generated by the track. This results in the use of the active suspension system, which allows the variation of the parameters of the suspension in real time, however, the use of this type of suspension requires a high level of energy for the correct operation of its actuators, resulting in the unfeasibility of some applications. To solve the disadvantages found for the passive and active suspension system, the semiactive suspension system arises, which combines the advantages of the active system, but with a lower energy consumption, consequently generating a reliable and economical solution control option to the problems of maneuverability and vehicular comfort. The present work intends to perform two evaluations, the first being the evaluation and comparison of a passive suspension system with the performance of four semi-active controllers (on/off, skyhook, groundhook and hybrid) and the second is to test the same controllers, but considering the dynamics of a magneticrheological damper through the LuGre model. These controllers will be applied to a nonlinear model of a quarter-car with two degrees of freedom, with its variables being estimated through a nonlinear state observer. The analysis for the comparison of the systems will be performed through numerical simulations using MatLab® software. The simulations of the disturbances generated by the track will be performed through a step function and a pulse function in order to evaluate the performance of each controller. After the implementation of the control algorithms, it was possible to verify that the system of semi-active suspension against the proposed excitations presented a superior performance in relation to comfort. However, not as significant as comfort, the controllable system alo compared to the passive system, presented improvements in the steerability requirement. |
| format |
Dissertação |
| author |
Oliveira, Fernando Emerenciano Nunes de |
| author_sort |
Oliveira, Fernando Emerenciano Nunes de |
| title |
Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| title_short |
Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| title_full |
Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| title_fullStr |
Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| title_full_unstemmed |
Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| title_sort |
controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico |
| publisher |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| publishDate |
2018 |
| citation |
OLIVEIRA, Fernando Emerenciano Nunes de. Controles semiativos e observador de estados não linear aplicados em suspensão veicular com amortecedor magneto-reológico. 2017. 147 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017. |
| url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2904 |
| _version_ |
1805322482801967104 |
| score |
10,814766 |