Analisi e sviluppo di un sistema anti-ribaltamento mediante frenata differenziale applicato al veicolo Volpe

Il presente lavoro di tesi è dedicato allo studio del ribaltamento nel veicolo Volpe, un veicolo a carreggiata stretta particolarmente soggetto ad un tale tipo di fenomeno. L’obiettivo è il progetto di un sistema di controllo in grado di ridurre il più possibile l’instabilità della dinamica di rollio, facendo uso di una frenata differenziale all'asse posteriore del veicolo. Si inizia con la derivazione di un modello analitico: si fa uso di un modello Half-Car per modellare la dinamica di rollio e lo si inserisce all'interno di un modello non-lineare che tiene conto delle dinamiche di velocità longitudinale, laterale e di imbardata. Si individua opportunamente il punto di equilibrio di interesse e si linearizza il modello in un suo intorno; si derivano quindi le funzioni di trasferimento da frenata e frenata differenziale ad angolo di rollio e se ne offrono diffuse considerazioni. Si passa quindi al progetto del sistema di controllo: la sua struttura comprende un anello esterno per la regolazione dell’angolo di rollio ed uno più interno per il controllo dello slittamento degli pneumatici, in modo da evitarne il blocco a fronte di eccessive richieste di coppia frenante da parte del controllore esterno. Si discutono gli schemi utilizzati e si propone l’utilizzo di un termine alimentato dalla velocità di rollio che affianchi il controllore. Successivamente, si introducono le tipologie di manovre considerate al fine di testare il sistema di controllo; si giustificano alcune scelte fatte in fase di progetto sui alcuni valori dei parametri e si propongono i risultati delle simulazioni in cui si confronta il sistema finale con un controllore benchmark e con un’altra soluzione progettata per il veicolo Volpe. Si verifica che il veicolo con il sistema attivo è in grado di affrontare una manovra di Fishhook alla velocità massima omologata di 45 km/h, mentre senza di esso la massima velocità a cui può essere affrontata tale manovra è di 36 km/h.