Analisi di un sistema per la stima della velocità longitudinale di un motociclo con metodo basato sul filtraggio alla Kalman

L’oggetto principale del lavoro presentato in questa tesi consiste nella formulazione di una metodologia innovativa per la stima della velocità longitudinale di un motoveicolo. Tale stima si rivela necessaria per realizzare qualunque sistema di controllo della frenata, basato sulla regolazione dello slittamento delle ruote, in quanto questa grandezza non può essere misurata direttamente. Allo stato attuale la tecnica più diffusa consiste semplicemente nell’impostare la velocità del veicolo pari alla velocità della ruota più veloce, la quale può essere facilmente misurata mediante encoder alle ruote. È stato dimostrato, tuttavia, che una stima della velocità del veicolo coincidente con la misura della velocità della ruota più veloce non consente di garantire la stabilità del sistema di controllo della frenata. Affinché sia assicurata la stabilità, è necessario ottenere una stima accurata della velocità del veicolo in ogni possibile condizione di funzionamento, mediante tecniche alternative. Esistono attualmente metodi di stima basati sulla rielaborazione delle informazioni fornite da dispositivi GPS o da sistemi di visione. Tuttavia, il costo associato a questi sistemi e alle risorse computazionali richieste per ricostruire la velocità longitudinale del veicolo non ne consentono l’utilizzo e la diffusione in ambito industriale. La tecnica che ci si è proposti di studiare è già stata utilizzata per la stima della velocità di veicoli a quattro ruote. A causa, tuttavia, della maggior complessità delle dinamiche peculiari di un veicolo a due ruote, non è possibile trasferire direttamente le tecniche già utilizzate al contesto dei motocicli. La tecnica qui presentata sfrutta le misure provenienti da encoder collocati sulle ruote, sensori di pressione del liquido dei freni, un accelerometro longitudinale e uno stimatore della misura dei raggi delle ruote; tale tecnica consente di ottenere prestazioni più elevate in quanto a precisione e correttezza di stima. Ci si è occupati, dapprima, dello sviluppo dell’analisi del modello da utilizzare per la descrizione del processo e, successivamente, si è studiata l’implementazione del metodo di stima, che sfrutta la tecnica del filtraggio alla Kalman, e della sua corrispettiva taratura sui dati simulati.