InTenso+ : stima dell’incertezza di misura e studio del sistema di attuazione

In recent decades, the automotive industry has invested significant resources in the development of highly accurate mathematical models, capable of simulating the motion of a vehicle on the road and analyze its behavior. The knowledge of a vehicle behavior, however, is closely linked to that of its inertial parameters, which can be accurately measured by dedicated techniques. In 2001, the “Laboratorio per la Sicurezza dei Trasporti” (Transport Safety Evaluation Laboratory) of the Politecnico di Milano has developed a measuring system allowing the identification of inertial parameters with a single test. The system is called InTenso, and the Politecnico di Milano has held its international patent to date. This technique is based on the study of motion imposed on a multi-cable pendulum supporting the body being tested; the inertial parameters are identified through specific mathematical procedures, based on the least square estimation. The present paper has the aim of finding new embodiments for the identification technique, in order to improve the result accuracy and simplify the testing procedure; to this purpose, a new method of measurement of the vehicle barycenter has been introduced. A finite element model of the structure has been built, in order to achieve a more accurate mathematical model, closer to reality. A further objective was the assessment of the measurement uncertainty of the InTenso system: this analysis has allowed assessing the consistency and robustness of the results of the identification, compared to the uncertainty of the system input parameters. Finally, it was carried out a study on an implementation system, with the aim of automating the test procedure: this device speeds up the dynamic tests for the identification of inertial parameters and, at the same time, increases the safety of the InTenso system, making the presence of an operator, in the vicinity of the body being tested, unnecessary.

Il settore automotive negli ultimi decenni ha investito molte risorse nello sviluppo di modelli matematici estremamente accurati che consentano di simulare il moto di un veicolo su strada e analizzarne il comportamento. La conoscenza del comportamento di un veicolo è però strettamente legata alla conoscenza dei parametri inerziali dello stesso, i quali possono essere misurati in modo accurato attraverso tecniche dedicate. Nel 2001 il Laboratorio per la Sicurezza dei Trasporti del Politecnico di Milano ha messo a punto un impianto di misura che permette di identificare i parametri inerziali con una sola prova: si tratta del sistema InTenso, di cui il Politecnico di Milano detiene ad oggi il brevetto internazionale. Tale tecnica si basa sullo studio del moto imposto ad un pendolo multi-filare, il quale sostiene il corpo in prova; i parametri inerziali vengono identificati attraverso un’apposita procedura matematica, basata su una risoluzione ai minimi quadrati. Il presente lavoro di tesi ha l’obiettivo di trovare nuove soluzioni realizzative della tecnica di identificazione, per migliorare l’accuratezza dei risultati e per semplificare la procedura di prova; a tale scopo, è stato introdotto un nuovo metodo di misura del baricentro del veicolo nel piano orizzontale. È stato inoltre realizzato un modello a elementi finiti della struttura che sostiene il corpo in prova, al fine di realizzare un modello matematico più accurato e vicino alla realtà. Un ulteriore obiettivo è stato la stima dell’incertezza di misura del sistema InTenso: tale analisi ha permesso di valutare la robustezza dei risultati dell’identificazione, rispetto all’incertezza sui parametri in ingresso al sistema. Infine è stato svolto uno studio su un sistema di attuazione, con lo scopo di automatizzare la procedura di prova: tale dispositivo permette di velocizzare le prove dinamiche per l’identificazione dei parametri inerziali, e di aumentare la sicurezza del sistema InTenso, rendendo non necessaria la presenza di un operatore nei pressi del corpo in esame.