Completo

Páginas: 11 (2556 palavras) Publicado: 31 de março de 2015

Sistema de Controle de Direção
2012/2



Trabalho de DSL
Henrique Massari
Lívia Tovar
Luiz Otavio da Costa Pereira



Introdução

Esse trabalho tem como finalidade modelar o sistema de controle de direção de um automóvel que deve desviar de um obstáculo e com isso estudar sua influência sobre a direção. A situação proposta é que um carro dirigido em uma estrada de mão dupla tenha que desviar deum alce cujo comprimento seja aproximadamente de 2 metros.
Para os parâmetros geométricos relativos ao carro utilizaremos os do Fox (entre eixos, centro de gravidade, etc.). A largura da pista de uma estrada de mão dupla no Brasil é de no máximo 3,5 metros e a velocidade máxima permitida, de 80 km/h. Trabalhando com esses valores queremos analisar a resposta do controle de direção em condiçõesdiversas. Portanto modelaremos o sistema para os casos em que o motorista ou o controlador apresentam ou não atraso de reação.
Sistema de Controle

A resposta da direção depende basicamente de dois fatores: O motorista, que depende de suas condições físicas e mentais para controlá-la, e os controladores da máquina, que no caso desse trabalho é um controlador PID.
Existem três tipos de situação quepodemos analisar sobre o sistema de controle:
Na condição ideal, o motorista e o controlador funcionam sem qualquer tipo de retardo.

Podemos atribuir um retardo ao motorista, simulando uma condição de embriaguez, por exemplo.

Podemos atribuir um retardo ao controlador.

Temos que definir os seguintes parâmetros encontrados na literatura e artigos de dinâmica veicular :
Momento de inércia dovolante :
Coeficiente de amortecimento :
Tempo de retardo do motorista :
Tempo de retardo do controlador :
Dinâmica do Veículo

Trataremos a dinâmica do veículo de forma simplificada com a finalidade de relacionar o input no volante do veículo com sua trajetória. Para simplificar nosso problema, vamos considerar as seguintes hipóteses:
O veículo mantém a velocidade (escalar) constante;Deformações elásticas nos pneus são desprezíveis;
A geometria do sistema de direção é perfeita: As rodas são tangenciais ao raio da curva que o veículo realiza;
Não há escorregamento transversal ou lateral no contato entre pneus e asfalto.
Com todas as hipóteses acima, podemos considerar a utilização do modelo de bicicleta para caracterizar a trajetória do veículo. Tal modelo considera cada eixo como umaúnica roda. Ou seja, cada par de rodas (traseiras e dianteiras) é substituído por uma única roda. Além disso, para a roda traseira podemos definir um ângulo θ, que representa o esterçamento da direção.

Figura 1: Modelo da bicicleta
Tomando a figura como referência, podemos definir:
(I)
(II)
Onde:
: referencial fixo no veículo;
: raio da curva realizada pelo veículo;
: entre eixo (distância entreeixos dianteiro e traseiro) do veículo;
: distância entre o eixo traseiro e o centro de massa do veículo;
: ângulo entre o pneu e a direção longitudinal do carro;
: velocidade angular do veículo;
: velocidade do veículo
Definindo esses parâmetros de acordo com a geometria do Fox e das condições da pista temos:




Substituindo (I) em (II):
Sabendo que, em carros de passeio, temos algo da ordem de eque , e teremos:

Logo, faremos a simplificação:
(III)
Trajetória do veículo

Como foi dito anteriormente, o objetivo é fazer com que o veículo desvie de um obstáculo que se encontra no meio da pista. Para isso, é necessário definir uma trajetória no qual o carro vai seguir.
O controle em questão será sobre o volante, logo, é preciso relacionar sua posição com a trajetória. Sabendo que vamosutilizar funções degrau para a referência do volante, podemos separar a trajetória em trechos em que o carro anda em linha reta e os que ele faz uma curva.

Figura 2: Representação da trajetória a ser seguida pelo carro.
Sejam
: largura da faixa;
: comprimento do trecho retilíneo que o carro percorre antes de realizar o movimento de retorno à faixa original;
: comprimento do trecho retilíneo...
Ler documento completo

Por favor, assinar para o acesso.

Estes textos também podem ser interessantes

  • Completo
  • Completo
  • Completo
  • Completo
  • Completo
  • trabalhos completos
  • Pcp completo!
  • trabalhos completos

Seja um membro do Trabalhos Feitos

CADASTRE-SE AGORA!