Protótipo de suspensão ativa para veículos de competição Off-Road
| dc.contributor.advisor | Araújo, Rodrigo Farias | |
| dc.contributor.advisor-lattes | http://lattes.cnpq.br/2107906714409879 | |
| dc.contributor.author | SOUZA, Luiz Antonio Sobrinho de | |
| dc.contributor.author-lattes | http://lattes.cnpq.br/7674140777746782 | |
| dc.contributor.referee1 | Bessa, Iury Valente de | |
| dc.contributor.referee2 | Cordovil Júnior, Luiz Alberto Queiroz | |
| dc.contributor.referee3 | Sicchar Vilchez, José Ruben | |
| dc.date.accessioned | 2024-11-14T15:57:15Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | The vehicle’s suspension system plays a crucial role in dealing with the contact between the vehicle and the ground. Its function encompasses keeping the tires firmly grounded on uneven terrain, ensuring the isolation of these chassis irregularities, reacting to longitudinal (acceleration and braking) and lateral (curving) forces, and even resisting chassis rolling. Therefore, it is evident that the suspension system describes a significant portion of the vehicle’s dynamics, directly influencing the drivability and comfort of the driver. This project aims to develop an active suspension prototype utilizing modern control techniques to evaluate the enhancement of an off-road vehicle’s performance in terms of rider comfort. To achieve this, a 1/4 car control plant will be built based on the reduced-scale geometry of a Baja SAE type off-road vehicle, incorporating the SAVGS actuation mechanisms concept. Electronics, DC motors, encoders, and accelerometers, will be used to control the entire system. System modeling will employ ARMAX models using system identification techniques. The robust controller to be used will be based on minimizing the H2 norm, considering D-Stability | |
| dc.description.resumo | O sistema de suspensão de um veículo desempenha um papel crucial ao lidar com o contato entre o veículo e o solo. Sua função abrange desde manter os pneus firmemente apoiados no solo para seguir terrenos com imperfeições, garantir a isolação dessas irregularidades do chassi, reagir às forças longitudinais (aceleração e frenagem) e laterais (curvas) até resistir à rolagem do chassi. Assim, é evidente que o sistema de suspensão descreve grande parte da dinâmica do veículo, influenciando diretamente a dirigibilidade e o conforto do condutor. Este projeto tem como objetivo desenvolver um protótipo de suspensão ativa, utilizando técnicas de controle moderno, com o propósito de avaliar a melhora de desempenho de um veículo off-road no que se refere ao conforto do piloto. Para atingir este objetivo, é proposta a construção de uma planta de controle de 1/4 de carro seguindo a geometria em escala reduzida de um veículo off-road do tipo Baja SAE, e incorporando o conceito de mecanismos de atuação SAVGS. Serão empregados motores DC, encoders e acelerômetros para idealizar a eletrônica responsável pelo controle de todo o sistema desenvolvido. Quanto à modelagem do sistema, serão utilizadas técnicas de identificação de sistemas com modelos ARMAX, onde os parâmetros serão obtidos a partir do algoritmo de mínimos quadrados estendidos. O controlador robusto a ser utilizado será baseado na minimização da norma H2, considerando a D-Estabilidade. | |
| dc.identifier.uri | https://ri.uea.edu.br/handle/riuea/7106 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Universidade do Estado do Amazonas | |
| dc.publisher.initials | UEA | |
| dc.relation.references | AGUIRRE, L. Introdução à Identificação de Sistemas. [S.l.: s.n.], 2015. ISBN 978-85-423-0079-6. Citado 11 vezes nas páginas 23, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 37, 38 e 49. AGUIRRE, L. Controle de Sistemas Amostrados, Segunda Edição. [S.l.: s.n.], 2023. ISBN 978-65-8706-565-6. Citado na página 35. AGUIRRE, L. A. et al. Enciclopédia de Automática. [S.l.]: Blucher, 2007. v. 1. Citado na página 34. ARANA, C.; EVANGELOU, S.; DINI, D. Series active variable geometry suspension for road vehicles. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, v. 20, p. 361–372, 7 2014. Citado 5 vezes nas páginas 13, 19, 20, 41 e 52. ARANA, C.; EVANGELOU, S. A.; DINI, D. Series active variable geometry suspension application to comfort enhancement. Control Engineering Practice, v. 59, p. 111–126, 2017. ISSN 0967-0661. Citado 2 vezes nas páginas 20 e 21. BAHMANI, M. Investigation of the contribution of intelligent suspension system on ride comfort and road holding quality in autonomous vehicles: A case study at Volvo Cars Corporation. 60 p. Dissertação (Mestrado) — School of Electrical Engineering and Computer Science (KTH), 2021. Citado na página 22. CATS, E. MPU6050 by Electronic Cats - Library for Arduino. 2020. Disponível em: . Citado na página 45. CHILALI, M.; GAHINET, P.; APKARIAN, P. Robust pole placement in lmi regions. IEEE Transactions on Automatic Control, v. 44, p. 2257–2270, 1999. ISSN 00189286. Citado na página 35. DIXON, J. C. The Shock Absorber Handbook. [S.l.]: Wiley, 2007. ISBN 9780470510209. Citado na página 22. DULLERUD, G. E.; PAGANINI, F. A Course in Robust Control Theory. [S.l.]: Springer New York, 2000. v. 36. ISBN 978-1-4419-3189-4. Citado na página 31. GAO, H.; SUN, W.; KAYNAK, O. Vibration suppression of vehicle active suspension systems in finite frequency domian. In: . [S.l.]: IEEE, 2009. p. 5170–5175. ISBN 978-1-4244-3871-6. Citado na página 16. GILLESPIE, T. D. T. D. Fundamentals of vehicle dynamics. [S.l.]: Society of Automotive Engineers, 1992. ISBN 1560911999. Citado na página 20. GU, Y.; DING, R. Observable state space realizations for multivariable systems. Computers & Mathematics with Applications, v. 63, p. 1389–1399, 5 2012. ISSN 08981221. Citado 2 vezes nas páginas 56 e 60. IKENAGA, S. et al. Active suspension control of ground vehicle based on a full-vehicle model. In: . [S.l.]: IEEE, 2000. p. 4019–4024 vol.6. ISBN 0-7803-5519-9. Citado na página 17. Referências 68 INDIAMART. Omron e6b2-cwz5b 360p/r 0.5m oms encoder. 2014. Disponível em: . Citado na página 46. ISO 2631. ISO 2631:1997 - Mechanical Vibration and Shock – Evaluation of Human Exposure to Whole-Body Vibration – Part 1: General Requirements. [S.l.], 1997. Citado 5 vezes nas páginas 14, 23, 24, 62 e 65. JUNIOR, A. E. de A. S. Análise da dinâmica vertical de um protótipo baja sae e modelagem em ambiente multicorpos. 2022. Citado 2 vezes nas páginas 13 e 39. KIM, C.; RO, P. I. Reduced-order modelling and parameter estimation for a quarter-car suspension system. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, v. 214, p. 851–864, 2000. Citado 3 vezes nas páginas 16, 17 e 18. KOETER, J. What’s an LFSR? 1996. Citado na página 26. MILLIKEN, W. F.; MILLIKEN, D. L. Race Car Vehicle Dynamics. [S.l.]: SAE International, 1995. ISBN 9780768001037. Citado na página 21. MOHANAN, V. DOIT ESP32 DevKit V1 Wi-Fi Development Board – Pinout Diagram & Arduino Reference. 2022. Disponível em: . Citado na página 48. OLIVEIRA, V.; AGUIAR, M.; VARGAS, J. Engenharia de Controle: Fundamentos e Aulas de Laboratório. [S.l.]: Elsevier Brasil, 2017. ISBN 9788535245264. Citado 2 vezes nas páginas 31 e 32. OZARSLAN, M.; ŞAHIN, F. Ride comfort-road holding trade-off improvement of full vehicle active suspension system by interval type-2 fuzzy control. Engineering Science and Technology, an International Journal, v. 24, 5 2020. Citado na página 18. ROBOCORE. Módulo Driver Ponte H - L298N. 2024. Disponível em: . Citado na página 47. SGMADA. PG-45 45mm planetary gear motor. 2024. Disponível em: . Citado na página 47. SMITH, C. Tune to Win: The Art and Science of Race Car Development and Tuning. [S.l.]: Osprey, 1987. ISBN 9780850458084. Citado na página 22. ZHOU, K.; DOYLE, J. C. Essentials of robust control. [S.l.]: Prentice Hall Upper Saddle River, NJ, 1998. v. 104. Citado na página 33 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Suspensão Ativa | |
| dc.subject | Conforto | |
| dc.subject | Veículo de Corrida Off-Road | |
| dc.subject | Baja | |
| dc.subject | Suspensão ativa em série com Geometria variável | |
| dc.title | Protótipo de suspensão ativa para veículos de competição Off-Road | |
| dc.title.alternative | Prototype active suspension for competition vehicles | |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso |
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