Modelling and comfort-oriented control of short-term active suspension with energy-recuperation feature

The suspension system, together with the tyre, is the element that most affect the quality of ride in a road vehicle. In addition to increasing the comfort, the suspension system guarantees its road-holding capabilities. Of course, depending on the type of the vehicle the suspension will be tuned in order to enhance the comfort and driving pleasure (like in a high end luxury sedan car) or to maximize the sportiness and the road-holding capabilities (like in sports car or motorbikes). Parallel to the traditional passive solutions (fitted into most of road vehicles), other suspension technologies (intend for a smaller niche of luxury vehicles) are equipped with the latest technologies and electronics giving them the electronic controllability feature. Up to now, the car manufacturers have put a lot of effort into the development of Semi-Active suspensions: this technology, thanks to its cheapness and low power consumptions defines the current standard of the car industry. In the past decade researchers have been focusing in other, more advanced, solutions like the usage of Active Suspension in road vehicles. This technology could potentially revolutionize the standard of driving comfort and overcome the current industry standard of Semi-Active suspension. The main goals of dissertations are two: first, formulate a mathematical model of a short-term active suspension with energy recovery feature and second, develop different comfort-oriented control algorithms for the proposed active suspension model.

La sospensione, insieme allo pneumatico, è l'elemento che più influisce sulla qualità di guida di un veicolo stradale. Oltre ad aumentare il comfort, il sistema di sospensioni garantisce la tenuta di strada del veicolo. Ovviamente, a seconda della tipologia, le sospensioni saranno messe a punto in modo da aumentare il comfort e il piacere di guida (come in una berlina di lusso di fascia alta) o per massimizzare la sportività e le capacità di tenuta di strada (come nelle auto sportive o motociclette). Parallelamente alle tradizionali soluzioni passive (montate nella maggior parte dei veicoli stradali), altre tecnologie di sospensione (destinate a una nicchia più piccola di veicoli di lusso) sono dotate delle ultime tecnologie ed elettronica che conferisce loro la possibilità di essere controllate elettronicamente. Finora le case automobilistiche si sono impegnate molto nello sviluppo delle sospensioni Semi-Attive: questa tecnologia, grazie alla sua economicità e bassi consumi, definisce lo standard attuale dell'industria automobilistica. Nell'ultimo decennio i ricercatori si sono concentrati su altre soluzioni più avanzate come l'utilizzo delle sospensioni attive nei veicoli stradali. Questa tecnologia potrebbe potenzialmente rivoluzionare lo standard di comfort di guida e superare l'attuale standard del settore delle sospensioni semi-attive. Gli obiettivi principali di questa tesi sono due: in primo luogo, formulare un modello matematico di una sospensione attiva con capacità di recupero di energia, in secondo luogo, sviluppare diversi algoritmi di controllo orientati al comfort per il modello di sospensione attiva proposto.