Studio di un sistema di pendolamento per treni ad alta velocità con sospensione secondaria e barra anti-rollio attive

The aim of this thesis is the development of an active secondary suspension for a titling high speed train with an active anti-roll bar, in order to improve the ride comfort and the dynamical behavior of the vehicle. Using a linear model, the hydraulic system and the actuators have been defined and modeled. Different controllers have been studied (PID, Sky-hook and LQI optimal control), in order to control simultaneously the roll and the lateral motion of the carbody. Later, all the controllers have been tested on a multibody model of the vehicle and optimized with a genetic algorithm. The results have shown an actual improvement in the ride comfort in respect to the previous concept travelling at the same speed. Furthermore the resulting vehicle has proved to be safer than the previous concept, since the risk of overturning is reduced by the lower load transfer along curved tracks.

Nella presente tesi si intende studiare l'impiego di una sospensione secondaria attiva su un treno ad alta velocità dotato di un sistema di pendolamento con barra anti-rollio idraulica, allo scopo di migliorarne il comportamento dinamico e il comfort percepito a bordo. Definito il sistema di attuazione idraulica, si sono implementati differenti tipologie di controllori lineari per il controllo integrato del moto laterale e di rollio (PID, Sky-hook e controllo ottimo LQI). I controllori sono stati poi implementati su un modello multibody di veicolo e ottimizzati con un algoritmo genetico. I risultati ottenuti hanno dimostrato, a fronte del medesimo incremento di velocità consentito dal concept con sola barra attiva, un miglioramento del comfort percepito. Inoltre, grazie al centraggio della cassa in curva e la conseguente riduzione dei trasferimenti di carico, si è verificato un aumento del margine di sicurezza rispetto al pericolo di ribaltamento.