RESUMEN DEL PROYECTO Capítulo 1

E

Introducción

1.

daigual

n los últimos años, la presencia de controles en vehículos de carretera, empezando por el ABS (Antilock Brake System) y continuando por el

control de estabilidad o el de tracción, ha pasado de ser un privilegio exclusivo en automóviles de alto rendimiento a ser de uso generalizado. Para alumnos que estudian carreras como Ingeniería Industrial o Ingeniería en Automática y Electrónica Industrial, el interés por conocer el funcionamiento de dichos controles en profundidad es grande ya que es muy fácil ver su aplicación en el entorno del día a día. Por ello la idea de realizar un modelo básico y a pequeña escala de un coche mediante piezas de LEGO, para que una vez investigado el funcionamiento de los controles sobre el modelo, pueda aplicarse el conocimiento obtenido a la docencia. Mediante el uso de potentes programas como Solid Edge®, se ha realizado el modelo CAD del vehículo construido (Figura 1)

Figura 1: Modelo CAD del vehículo. 1

MODELADO Y CONTROL DE UN VEHÍCULO TELEDIRIGIDO CONTRUÍDO CON LEGO Resumen Del Proyecto

Puesto que los controles existentes en la industria automovilística hoy en día son muchos, se ha decidido empezar por el Control Electrónico Diferencial (EDC). El EDC pretende dejar atrás el diferencial mecánico, que a día de hoy utilizan todos los coches y que permite que las ruedas de uno y otro lado del vehículo tengan velocidades distintas en los giros. Esta necesidad se da debido a la propia física de los coches ya que al tener una cierta anchura, el radio de curvatura de la rueda interna al giro es menor que el de la rueda externa al mismo. Así la rueda externa siempre tiene mayor recorrido que hacer y por ende, necesita girar más rápido que la rueda interna.

Figura 2: Esquema de la necesidad del EDC Una vez diseñado e implementado el EDC según la estrategia de control por realimentación de estado, la velocidad lineal total en la dirección del coche es la media de las velocidades lineales en las ruedas traseras izquierda y derecha. En la Figura 3 se muestra precisamente este hecho. En el segundo 2

MODELADO Y CONTROL DE UN VEHÍCULO TELEDIRIGIDO CONTRUÍDO CON LEGO Resumen Del Proyecto

10, el “conductor” incrementa la velocidad mientras está girando y en el segundo 11 deja de pedir dicho incremento. Se habla de incrementos y no de velocidades absolutas, porque como se explica en el documento, es necesario linealizar el sistema alrededor de un punto de trabajo.

Figura 3: Incrementos de velocidades lineales trasera izquierda, trasera derecha y total

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PROJECT ABSTRACT Project Abstract

I

2.

daigual

n the last years, the presence of controlling systems in vehicles, starting with the ABS (Antilock Brake System) and continuing with the stability

control

or

the

traction

control,

has

gone from

being an exclusive

privilege in high performance cars to be in widespread use. For Industrial Engineering students or for Engineering in Industrial Electronics

and

Control

Automation

ones,

the interest to

know

about the functioning of these controls in depth is great because it’s very easy to see its application in the day a day. Hence the idea of a small-scale basic model built with LEGO pieces, because after investigate the functioning of the controls in the model, the knowledge gained could be applied in teaching. By using powerful software like Solid Edge ®, it has been done the CAD model of the built vehicle (Figure 1).

Figure 1: CAD model of the vehicle

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MODELING AND CONTROL OF A RADIO-CONTROLLED VEHICLE BUILT USING LEGO Project Abstract

As controls in automotive industry today are many, it has been decided to begin with de Electronic Differential Control (EDC). The EDC intends to leave behind the mechanical differential, which is used today in all the vehicles and allows the rear wheels to have different speeds on turns. This need occurs due to the physics of the cars as having certain width, the radius of curvature of the inner wheel to the rotation is smaller than the outer wheel.

Figure 2: Schematic view of the need for EDC

Once designed and implemented the EDC according to the strategy of state feedback control, the total linear velocity in the direction of the car is the average of the linear velocities in the left and right rear wheels. In Figure 3 it is shown exactly this. In the second 10, the driver increases speed while turning and in the second 11 leaves he stops asking this increase. 5

MODELING AND CONTROL OF A RADIO-CONTROLLED VEHICLE BUILT USING LEGO Project Abstract

Speaking of speed increases and not absolute speed, because as explained in the document, it is need to linearize the system around a working point.

Figure 3: Linear speed increases: rear left, rear right and total one.

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