Control Tolerante a Fallas en una Suspensión Automotriz Semi-Activa

Juan C. Tudón Martínez, Sébastien Varrier, Rubén Morales Menéndez, Olivier Sename

Resumen

Un nuevo controlador tolerante a fallas (FTC por sus siglas en inglés, Fault Tolerant Controller) activo es propuesto para una suspensión automotriz semi-activa, considerando un modelo de un cuarto de vehículo. El diseño está compuesto por: (1) un controlador no-lineal robusto utilizado para aislar las vibraciones en el vehículo causadas por perturbaciones externas y (2) un mecanismo de compensación usado para acomodar fallas aditivas en la fuerza de amortiguamiento. El mecanismo de compensación utiliza un módulo de detección y estimación de fallas robusto, basado en ecuaciones de paridad, para reconstruir la falla; esta información permite calcular la señal de compensación por medio de un modelo inverso del amortiguador para reducir el efecto de la falla en la dinámica vertical de la suspensión. Mientras que el controlador no-lineal, basado en la técnica de control de parámetros variantes lineales (LPV por sus siglas en inglés, Linear Parameter-Varying) está diseñado para aumentar el confort del pasajero y mantener el contacto llanta-suelo. Ante una falla en la fuerza de amortiguamiento, el FTC activo debe asegurar los desempeños de confort y seguridad utilizando la interacción entre el controlador LPV y el compensador. Resultados de simulación en CarSimTM muestran la efectividad del FTC activo respecto a un FTC pasivo y un amortiguador no controlado; el FTC pasivo depende del diseño para su capacidad tolerante, mientras que el FTC activo propuesto mejoró un 50.4% en confort y un 42.4% en agarre de superficie cuando ocurre una falla, en contraste con el amortiguador no-controlado que pierde totalmente su efectividad.

Palabras clave

Control tolerante a fallas; detección de fallas; suspensión semi-activa automotriz; espacio de paridad; control LPV

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1. Análisis y diseño de sistemas lineales con parámetros variamtes utilizando LMIs
Damiano Rotondo, Helem S. Sánchez, Fatiha Nejjari, Vicenç Puig
Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial  vol: 16  num.: 1  primera página: 1  año: 2018  
doi: 10.4995/riai.2018.10436



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