Studio e controllo di un sistema di sospensioni attive per veicoli

Within automotive applications, the research towards new ways of suspension control is increasing to guarantee more driveability and comfort for the passengers of a vehicle. The substituion of the hydraulic suspension system is considered to have several advantages like absence of a mechanical transmission, high acceleration, absence of poison fluid and, especially, the possibility to recuperate energy onboard. The following thesis project proposes the study and the control design of an active suspension system, using synchronous linear motors. Experimental active system is composed of two coupled linear actuators: the first one represents the damper with variable mechanical force and, the second one, performs the position as an external load. The focus of the thesis is to verify, comparing to the real system, the simulation results and analyzing properties and limitations of the implemented prototype. The project presents different developement phases: at first the system has been modelled and simulated in MATLAB® - SIMULINK® enviroment, according to the project specification, the control routines were implemented and the performances were analyzed. Moreover, an experimental workbench was set up, developing appropriate test cases for the selected application. Starting from the hardware realization, through the software logic design, all the decisions were described and motivated.

Nell’ambito delle applicazioni automotive lo studio e la ricerca verso nuove soluzioni di sistemi di sospensione è in continua crescita, con l'obiettivo di garantire una maggiore guidabilità e un maggiore comfort dei passeggeri a bordo del veicolo. La sostituzione dei classici sistemi di sospensioni idraulica mostra numerosi vantaggi come l'assenza di trasmissione meccanica, un'elevata accelerazione, l'assenza di fluidi tossici e, aspetto di notevole importanza, la possibilità di recuperare energia a bordo. Il seguente progetto di tesi propone lo studio e il controllo di un sistema di sospensione attiva composto da motori lineari sincroni. Il sistema fisico è composto da due attuatori lineari accoppiati: il primo rappresenta lo smorzatore attivo che genera una forza meccanica variabile mentre, il secondo, attua un riferimento di posizione impresso. L’obiettivo è di verificare i risultati della simulazione confrontandoli con il sistema reale, ed analizzare proprietà e limiti del modello implementato. Il progetto si è sviluppato in diverse fasi: è stato realizzato un modello per la simulazione in ambiente MATLAB® – SIMULINK® secondo le specifiche di progetto, sono state progettate le opportune logiche di controllo del sistema e si sono analizzare le performance ottenute. In seguito, è stato realizzato un banco prove sperimentale, oggetto di diversi test per l’applicazione in esame. Partendo dalla realizzazione hardware, attraverso la programmazione software, tutte le decisioni sono state descritte e motivate.