Dissertação de Mestrado Acadêmico

Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica

PROJETOS E FABRICAÇÃO

27/02/2019

MODELO VIRTUAL DE DIREÇÃO ASSISTIDA ELETRICAMENTE PARA APLICAÇÃO EM SIMULADOR VEICULAR DINÂMICO

Este trabalho tem como objetivo construir um modelo virtual de uma EPS (Electric Power Assisted Steering), um sistema de direção assistido eletricamente, usando a plataforma MatLab/Simulink, a partir do modelo matemático de um sistema real. A EPS usa um motor elétrico como fonte de assistência ao torque do motorista, diminuindo assim os esforços do motorista ao esterçar o volante. O torque de assistência varia com a velocidade do veículo e torque de entrada do motorista, tendo-se maiores torques de assistência para manobras de baixa velocidade e torque menores quando o veículo estiver em altas velocidades, tornando essa assistência um fenômeno não linear. A ideia, a princípio, foi desenvolver um modelo numérico de cossimulação com o programa Vi-CarRealTime, correlacionando-o com dados coletados experimentalmente de um sistema de direção elétrico real. A posteriori, aplica-lo na plataforma de simulação do laboratório SIMCenter da PUC Minas. Para isso, foi construído um modelo em diagrama de blocos na interface do Simulink. Um mapa de torque do motor de assistência, também foi interligado a arquitetura do projeto. O grande desafio foi ajustar a dinâmica do sistema, de modo que o modelo proposto se aproximasse de um sistema real. Os resultados encontrados, com base em estudos de outras bibliografias e na metodologia proposta, foi um modelo refinado, capaz de simular com realismo a EPS, validando o modelo matemático desenvolvido e a arquitetura de controle proposta.

VIRTUAL MODEL OF ELECTRICALLY ASSISTED HARDNESS FOR APPLICATION IN DYNAMIC VEHICLE SIMULATOR

This work aims to build a virtual model of an EPS (Electric Power Assisted Steering), an electrically assisted steering system, using the MatLab / Simulink platform, from the mathematical model of a real system. The EPS uses an electric motor as a source of assistance to the driver's torque, thus reducing the driver's efforts when steering the steering wheel. The assist torque varies with vehicle speed and driver input torque, with higher service torques for lower speed and lower torque maneuvers when the vehicle is at high speeds, making this assistance a non-linear phenomenon. The idea, at first, was to develop a numerical model of cossimulation with the Vi-CarRealTime program, correlating it with data collected experimentally from a real electric steering system. Subsequently, it is applied on the simulation platform of the SIMCenter laboratory of PUC Minas. For this, a block diagram model was constructed in the Simulink interface. A torque map of the servicing motor was also interconnected to the design architecture. The big challenge was to adjust the dynamics of the system, so that the proposed model approached a real system. The results obtained, based on studies of other bibliographies and the proposed methodology, were a refined model, able to realistically simulate EPS, validating the developed mathematical model and the proposed control architecture.