A comparative study of robust control methods applied to vehicle anti-roll system by active sway bar.

• Main Author: Paes, Joed Henrique
• Other Authors: Colón, Diego
• Format: Others
• Language: en
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2018
• Subjects: Anti-roll system; Barra estabilizadora; Control; Finite element method; Flexible structures; Método dos elementos finitos; Veículos (Segurança)
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-08032019-103616/

Anti-roll bars aim to increase the vehicle\'s safety during curved trajectories. By reducing the roll angle, the bars minimize the risk of overturning during cornering in function of the increasing lateral acceleration, and also, as a consequence, improves the steering comfort. This work presents studies of vehicle\'s lateral dynamics in three dierent approaches: a vehicle without anti-roll system, a vehicle with passive roll bar and a vehicle with an active anti-roll bar. The active anti-roll bar is controlled by a torque-generating motor and comparisons between two robust controllers is presented. The bars are modeled by FEM (Finite Element Method) and controllers LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian/ Loop Transfer Recovery) and H? Loop-Shaping are designed to the active system in order to evaluated the best option. In addition, the vehicle\'s lateral dynamic is hybridized to the exible bar model in order to obtain an unique system. It reviews the vehicle\'s roll dynamic and describes in detail the FEM applied to dynamic modeling of exible structures. The influence of the active anti-roll system and the different controllers are illustrated through numerical simulation and a comparison between the passive system and the system without bar is performed. === As barras estabilizadoras têm como objetivo aumentar a segurança dos veículos durante trajetórias curvelíneas. Através da redução do ângulo de rolagem, as barras minimizam o risco de capotamento durante as curvas em função da aceleração lateral, e também, como consequência, melhoram o conforto de dirigibilidade. Este trabalho apresenta estudos da dinâmica lateral do veículo em três abordagens diferentes: um veículo sem sistema de anti-rolagem, um veículo com barra estabilizadora passiva e um veículo com barra estabilizadora ativa. A barra de anti-rolagem ativa é controlada por um motor gerador de torque e uma comparação entre dois controladores robustos é apresentada. As barras são modeladas pelo FEM (Método dos Elementos Finitos) e os controladores LQG/LTR (Gaussiano Quadrático Linear/Malha de Recuperação) e H? Loop-Shaping são projetados para o sistema ativo com o objetivo de avaliar a opção mais promissora. Além disso, à dinâmica lateral do veículo é adicionado o modelo flexível da barra de antirolagem para se obter um sistema único (modelo híbrido). O trabalho revisa a dinâmica lateral do veículo e descreve de forma detalhada o FEM aplicado à modelagem dinâmica de estruturas flexíveis. A influência do sistema ativo de anti-rolagem e dos diferentes controladores é ilustrada através de simulação comparando-a com o sistema passivo e o modelo dinâmico sem sistema de anti-rolagem.