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Objetivos

El disponer de conjuntos de parámetros dinámicos ajustados al estado real de los vehículos supondrá un importante avance en la línea de virtualización de las etapas de diseño y validación del producto. Así, la obtención de conjuntos de parámetros dinámicos con niveles de confianza muy elevados permitirá avances en dos puntos importantes que afectan a la industria de la automoción:

  • El disponer de un modelo dinámico ajustado permitirá explotar plenamente las herramientas de simulación, suponiendo un progreso muy importante en la disminución del tiempo de desarrollo de producto y, en consecuencia, ahorro de costes, tanto desde las fases iniciales de concepción y diseño hasta las finales de validación y verificación mediante ensayos en banco y en pista.
  • Los vehículos embarcan un número creciente de sistemas mecatrónicos activos de seguridad y de ayuda a la conducción, controlados electrónicamente. Alguno de estos sistemas incorporan características dinámicas del vehículo y en todo caso la puesta a punto de esos sistemas de control se beneficiaría en gran medida de un modelo dinámico del vehículo que permitiera simular situaciones extremas sin tener que recurrir necesariamente a ensayos reales.

Por otro lado cabe destacar que la identificación de parámetros dinámicos en vehículos ha sido muy poco tratada y presenta diversas fuentes de dificultad que precisan ser resueltas para que la estimación de parámetros se convierta en una herramienta eficaz en el ámbito de la automoción. Dichas dificultades se pueden resumir en los siguientes grandes puntos:

  • Dado que la optimización de trayectorias para vehículos automóviles es mucho más compleja, el procedimiento de identificación se vuelve más sensible a los errores en las medidas.
  • La toma de medidas en vehículos es más dificultosa que en robots, por lo que este punto reviste una importancia esencial en este proyecto, constituyendo no solo un medio sino un fin en sí mismo.
  • La inclusión de los neumáticos dentro del modelo dinámico subyacente en el proceso de identificación añade al mismo una dificultad notable.

De resultados previos obtenidos por el grupo de investigación, se considera que una vía apropiada para abordar el primer punto será incidir en la significación de los parámetros dinámicos, de modo que se tienda a modelos dinámicos subyacentes más simples pero capaces de capturar de un modo más robusto el comportamiento dinámico del vehículo.

Teniendo en cuenta el fuerte carácter experimental del presente proyecto se ha planteado un orden creciente de complejidad en cuanto a los sistemas mecánicos que se considerarán (cuarto de suspensión-eje completo-vehículo completo), de modo que los resultados y experiencias obtenidos en cada uno de los objetivos parciales que se van cubriendo sirvan de base a los siguientes.

Cabe destacar también que el desarrollo de modelos de neumáticos no es un objetivo prioritario del presente proyecto, por lo que no debe de condicionar el desarrollo del mismo. En consecuencia, el problema de identificación se planteará considerando (midiendo) las acciones en las llantas y diseñando una cadena de medida a tal efecto. Ahora bien, dado que en este proyecto se pretende tanto la simulación dinámica como el control de vehículos, no se puede finalmente prescindir de modelos de contacto neumático-terreno. Por ello, junto con modelos obtenidos de la literatura, se considerarán alternativas basadas en la inclusión de modelos simples y con significado físico de los neumáticos dentro del proceso de identificación.

Por todo ello, los objetivos principales del proyecto de investigación se podrían resumir en:

  • Desarrollo de un sistema abierto para la adquisición de medidas, la identificación y el control de un vehículo ligero real. Se trata de un entorno de control abierto y flexible para vehículos reales que permite obtener y validar los objetivos y desarrollos desde la perspectiva de la identificación de los parámetros físicos y de la teoría del control.
  • Control dinámico de vehículos. Basándose en la identificación de los distintos parámetros físicos se está investigando para la simulación, el estudio y desarrollo de controladores dinámicos no lineales en tiempo real de vehículos.
  • Desarrollo de un sistema de sensorización para la navegación automática de vehículos. Para ello se está implementando un sistema de sensorización que permita, utilizando los algoritmos de control dinámicos, el control autónomo del vehículo móvil. 
  • Fusión multisensorial para vehículos móviles, donde se está trabajando para la generación de un conjunto de superficies que caractericen el entorno percibido por el vehículo móvil para detección automática de obstáculos (peatones, ciclistas, motoristas, otros vehículos, etc.) estáticos y/o dinámicos.
  • Planificación de movimientos de vehículos móviles, donde se trabaja para la generación de diversas estrategias de planificación de movimiento del vehículo que sean lo suficientemente rápidas para reaccionar a los cambios que se pueden producir en el entorno.

                                            

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