Modelamiento mediante diagramas de enlace y control de un sistema de medio vehículo con suspensión activa para la mejora del confort del pasajero

Abstract

El presente trabajo tuvo el objetivo de modelar, simular y controlar un sistema de medio vehículo con suspensión activa, para mejorar del confort del pasajero. Para modelar el sistema se ha utilizado la metodología de diagramas de enlace, se ha diseñado un controlador PID usando como entrada al voltaje de alimentación de un actuador eléctrico en la suspensión delantera y como salida a la velocidad del asiento del pasajero. Los paramentos del controlador han sido sintonizados mediante el método de Ziegler – Nichols usando la ganancia crítica. Se han implementado modelos para simulación en los software 20SIM y MATLAB. Se han realizado simulaciones para diferentes perfiles de pistas estandarizados y se ha comparado el desempeño del sistema con suspensión activa, con uno con suspensión pasiva. Los resultados indican una reducción de más del 70 % en todos los tipos de perfiles de pistas analizados. Aunque el controlador fue diseñado solo utilizando el perfil de pista D-E, su desempeño ha sido similar para todos los perfiles, y no se muestran diferencias significativas al cambiar de perfil. Para todos los perfiles se pudo disminuir el nivel de incomodidad, llegando a cero en los perfiles A-B, B-C y C-D. La aplicación de los diagramas de enlaces ha proporcionado una manera metódica de modelar el sistema de medio vehículo, y el método experimental de Ziegler – Nichols ha permitido diseñar un controlador que reduzca las aceleraciones en el asiento del pasajero, disminuyendo así los niveles de incomodidad según normas internacionales.