Submitted by Marcio Filho (marcio.kleber@ufba.br) on 2017-06-09T13:11:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Tiago Torres - Final.pdf: 3067345 bytes, checksum: 1842568e20cde36ba7250ab0f179b3d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-16T14:05:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Tiago Torres - Final.pdf: 3067345 bytes, checksum: 1842568e20cde36ba7250ab0f179b3d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T14:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Tiago Torres - Final.pdf: 3067345 bytes, checksum: 1842568e20cde36ba7250ab0f179b3d0 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta para o controle de um sistema de suspensão veicular semiativo utilizando um amortecedor magneto-reológico e um controlador baseado na técnica de controle preditivo baseado em modelo (MPC – Model-Predictive Control). O princípio de funcionamento dos amortecedores magnetoreológicos é evidenciado e o modelo de Bouc-Wen modificado é utilizado no trabalho. O controlador MPC é projetado para produzir a força ideal a ser utilizada pelo amortecedor, assegurando que a magnitude das forças calculadas pela lei de controle satisfaça às restrições físicas de passividade do amortecedor. A tensão requerida para o amortecedor MR produzir a força de controle estimada pelo controlador MPC é calculada por um algoritmo de controle clipped-optimal. Um modelo matemático não linear de um quarto de veículo com 2 graus de liberdade é utilizado e o desempenho do controle MPC proposto para o sistema de suspensão semiativa é investigado através de simulações numéricas e comparado com o desempenho do controlador LQR. Realiza-se a análise do desempenho dos controladores considerando excitações de estrada com perfil rampa, lombada, buraco e senoidal. Os resultados das simulações demonstram que o controle MPC proposto com malha de controle interna reduz as oscilações na carroceria, mantendo os níveis de aceleração abaixo dos considerados desconfortáveis pela norma BS 6841 (1987), contribuindo para o conforto dos passageiros. Também contribui com o aumento da segurança do veículo e melhora sua dirigibilidade, reduzindo o deslocamento vertical do conjunto eixo e roda e o espaço de trabalho do amortecedor. Além disso, o MPC mostra-se mais eficiente, reduzindo o consumo de energia pelo amortecedor.

Este trabalho apresenta um mecanismo alternativo para suspensões veiculares traseiras, com mobilidade igual a três, de arquitetura paralela e assimétrico, com três cadeias cinemáticas ativas distintas. O mecanismo é capaz de variar simultaneamente os ângulos de cambagem e de esterçamento das rodas traseiras do veículo, além de atuar sobre a rolagem da massa suspensa. Aplicando-se métodos de síntese de mecanismos paralelos, obtiveram-se topologias de mecanismos de suspensão com estrutura cinemática paralela e, por meio de um critério sistemático, selecionou-se uma estrutura cinemática que atendeu aos três movimentos independentes no espaço tridimensional, desejados para o mecanismo. Um modelo cinemático e outro cinetoestático foram desenvolvidos para verificar a adequação do mecanismo à aplicação veicular. Três análises são apresentadas para avaliar o potencial do mecanismo paralelo sintetizado em aplicações veiculares: análise de desempenho, análise de viabilidade e análise cinemática. Na análise de desempenho, constatou-se que, a atuação do mecanismo sobre os ângulos de cambagem e de esterçamento das rodas traseiras, bem como a atuação sobre a rolagem da massa suspensa trazem benefícios sobre o comportamento dinâmico do veículo, quando comparado com o desempenho dinâmico de um veículo com suspensão convencional. Por meio da análise de viabilidade, determinou-se o curso, a velocidade, a força e a potência demandada pelo sistema de atuação, onde se observou que a atuação do mecanismo pode ser obtida a partir de atuadores comerciais. Nas análises de desempenho e viabilidade o comportamento dinâmico do veículo foi simulado em três manobras distintas: curva de raio constante em regime permanente, dupla mudança de faixa e manobra do anzol (fishhook), empregando uma cosimulação entre os programas CarSim e MATLAB/SIMULINK. Pela análise cinemática, percebeu-se que não há configurações singulares dentro do espaço de trabalho especificado para o mecanismo. O espaço de trabalho disponível atende ao especificado para a aplicação proposta do mecanismo e os erros que os ângulos de cambagem e de esterçamento possam apresentar, devido à imprecisão no posicionamento dos atuadores ou às tolerâncias inerentes ao processo de fabricação das peças do mecanismo, não comprometem os ganhos no comportamento dinâmico que o veículo com o mecanismo proposto apresentou nas simulações da análise de desempenho. / This work introduces an alternative three-degree-of-freedom mechanism for automotive rear suspensions, capable to adjust simultaneously the camber, toe and roll angles. Topologically, the mechanism is parallel and asymmetric with three distinct active kinematic chains. The mechanism is able to adjust the camber, toe and roll angles simultaneously. After applying the methods to perform synthesis of mechanisms, the architecture candidates were ranked in accordance with some proposed indices. Two mathematical models are developed: the kinematic and kinetostatic ones. In order to evaluate how promising this mechanism is, three analyses are conducted: a performance analysis, a feasibility analysis and a kinematic analysis. The obtained results have shown the capability of the mechanism actuation to improve vehicle handling performance, when compared to a car equipped with a conventional suspension system. Moreover, the mechanism feasibility analysis has shown that the actuators stroke, velocity and force can be obtained by using standard hydraulic or eletromechanical actuators. The evaluation was based on three maneuvers: a steady-state cornering, a fishhook and a double lane change. Regarding to the kinematic analysis, three considerations were made. First, there is not singular configuration inside the workspace. Second, the available workspace can attend the camber and rear steer angles stroke. Third, the vehicle dynamic behavior is not affected by the errors due to the manufacturing tolerance and actuators position inaccuracy.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-17T23:03:01Z No. of bitstreams: 1 ClaudioMMA_DISSERT.pdf: 1868632 bytes, checksum: 181427139e69d7b9f1645804fede5b2c (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:07:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ClaudioMMA_DISSERT.pdf: 1868632 bytes, checksum: 181427139e69d7b9f1645804fede5b2c (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:07:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ClaudioMMA_DISSERT.pdf: 1868632 bytes, checksum: 181427139e69d7b9f1645804fede5b2c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:07:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClaudioMMA_DISSERT.pdf: 1868632 bytes, checksum: 181427139e69d7b9f1645804fede5b2c (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the aid of the mathematical the man uses representations that are able to explain and interpret phenomena in studies, with this, the use of mathematics with language symbolic leads representation of the problem situation in mathematical terms, which in turn, this model can be understood as a set of symbols and relationships that represent a situation, phenomenon, or a real object to be studied. Therefore, this paper presents a mathematical modeling of quarter suspension system of an automobile in order to obtain a transfer function and then put the system in a state space representation. The second part deals with the problems of stabilization in continuous-time linear systems using static output feedback. The second part deals with the problems of stabilization in continuous-time linear systems using static output feedback. The results presented have as their starting point the concept of subspaces (C,A,B)-invariant algebraically characterized by a pair of coupled Sylvester equations, whose solution can be obtained for systems that verify the condition Kimura, in two stages using the algorithm and Lewis Syrmos. In the case of normal systems as studied in this work will be used the technique of the stabilization for two systems satisfying the condition Kimura, will be simulations of this car passing by two external disturbances, and controller gains employees will be obtained by the methods of allocation poles and coupled Sylvester equations, and finishes the work by making a bond regarding the responses of two arrays of feedback gains / Com o auxilio da matemática o homem utiliza representações que são capazes de explicar e interpretar fenômenos em estudos, com isso, o uso da matemática como linguagem simbólica conduz a uma representação da situação problema em termos matemáticos, que por sua vez, este modelo pode ser entendido como um conjunto de símbolos e relações que representa uma situação, um fenômeno, ou um objeto real a ser estudado. Diante disso, o presente trabalho apresenta a modelagem matemática de um quarto do sistema de suspensão de um automóvel, a fim de obter uma função de transferência para em seguida colocar o sistema em uma representação no espaço de estados. Serão tratados também os problemas de estabilização em sistemas lineares contínuos no tempo usando realimentação estática de saídas. Os resultados apresentados têm como ponto de partida o conceito de subespaços (C, A,B)-invariantes caracterizados algebricamente através de um par de equações acopladas de Sylvester, cuja solução pode ser obtida, para sistemas que verificam a condição de Kimura, em duas etapas utilizando o algoritmo de Syrmos e Lewis. No caso de sistemas normais como é estudado neste trabalho será usado à técnica de estabilização para dois sistemas satisfazendo a condição de Kimura será feitas simulações deste automóvel passando por duas perturbações externas, e os ganhos dos controladores empregados serão obtidos através dos métodos de alocação de polos e das equações acopladas de Sylvester, e finaliza o trabalho fazendo um elo em relação a respostas das duas matrizes de ganhos de realimentação / 2017-07-17

Este trabalho apresenta um mecanismo alternativo para suspensões veiculares traseiras, com mobilidade igual a três, de arquitetura paralela e assimétrico, com três cadeias cinemáticas ativas distintas. O mecanismo é capaz de variar simultaneamente os ângulos de cambagem e de esterçamento das rodas traseiras do veículo, além de atuar sobre a rolagem da massa suspensa. Aplicando-se métodos de síntese de mecanismos paralelos, obtiveram-se topologias de mecanismos de suspensão com estrutura cinemática paralela e, por meio de um critério sistemático, selecionou-se uma estrutura cinemática que atendeu aos três movimentos independentes no espaço tridimensional, desejados para o mecanismo. Um modelo cinemático e outro cinetoestático foram desenvolvidos para verificar a adequação do mecanismo à aplicação veicular. Três análises são apresentadas para avaliar o potencial do mecanismo paralelo sintetizado em aplicações veiculares: análise de desempenho, análise de viabilidade e análise cinemática. Na análise de desempenho, constatou-se que, a atuação do mecanismo sobre os ângulos de cambagem e de esterçamento das rodas traseiras, bem como a atuação sobre a rolagem da massa suspensa trazem benefícios sobre o comportamento dinâmico do veículo, quando comparado com o desempenho dinâmico de um veículo com suspensão convencional. Por meio da análise de viabilidade, determinou-se o curso, a velocidade, a força e a potência demandada pelo sistema de atuação, onde se observou que a atuação do mecanismo pode ser obtida a partir de atuadores comerciais. Nas análises de desempenho e viabilidade o comportamento dinâmico do veículo foi simulado em três manobras distintas: curva de raio constante em regime permanente, dupla mudança de faixa e manobra do anzol (fishhook), empregando uma cosimulação entre os programas CarSim e MATLAB/SIMULINK. Pela análise cinemática, percebeu-se que não há configurações singulares dentro do espaço de trabalho especificado para o mecanismo. O espaço de trabalho disponível atende ao especificado para a aplicação proposta do mecanismo e os erros que os ângulos de cambagem e de esterçamento possam apresentar, devido à imprecisão no posicionamento dos atuadores ou às tolerâncias inerentes ao processo de fabricação das peças do mecanismo, não comprometem os ganhos no comportamento dinâmico que o veículo com o mecanismo proposto apresentou nas simulações da análise de desempenho. / This work introduces an alternative three-degree-of-freedom mechanism for automotive rear suspensions, capable to adjust simultaneously the camber, toe and roll angles. Topologically, the mechanism is parallel and asymmetric with three distinct active kinematic chains. The mechanism is able to adjust the camber, toe and roll angles simultaneously. After applying the methods to perform synthesis of mechanisms, the architecture candidates were ranked in accordance with some proposed indices. Two mathematical models are developed: the kinematic and kinetostatic ones. In order to evaluate how promising this mechanism is, three analyses are conducted: a performance analysis, a feasibility analysis and a kinematic analysis. The obtained results have shown the capability of the mechanism actuation to improve vehicle handling performance, when compared to a car equipped with a conventional suspension system. Moreover, the mechanism feasibility analysis has shown that the actuators stroke, velocity and force can be obtained by using standard hydraulic or eletromechanical actuators. The evaluation was based on three maneuvers: a steady-state cornering, a fishhook and a double lane change. Regarding to the kinematic analysis, three considerations were made. First, there is not singular configuration inside the workspace. Second, the available workspace can attend the camber and rear steer angles stroke. Third, the vehicle dynamic behavior is not affected by the errors due to the manufacturing tolerance and actuators position inaccuracy.