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ISSN: 2007-1450

Plataforma para controlador activo lineal aplicado

a la dirección asistida automotriz
Platform for linear active controller applied to the
automotive power steering
Por: Sergio Sandoval Pérez, Gamaliel Rodríguez González Dirección electrónica del autor de correspondencia:
y Marcela Monserrath Navarrete Escalante ssandoval@itcg.edu.mx
Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Cd. Guzmán
Cómo citar: Sandoval, S., Rodríguez, G. & Navarrete, M. (2018). Plataforma para Recibido: 20 de Marzo 2018
Aceptado: 13 de Julio 2018
controlador activo lineal aplicado a la dirección asistida automotriz.
Universo de la Tecnológica. 10 (3) p.p. 15-21
Resumen: En este artículo se muestra un problema clásico Abstract: This article shows a classic problem of control theory,
en la teoría de control, el cual es el diseño de una ley de which is the design of a feedback law, it has the purpose that the
retroalimentación, teniendo el propósito de que la salida de output of any system follows a reference signal asymptotically.
cualquier sistema siga asintóticamente una señal de referencia. In this paper we aim that the lateral velocity follows a drivers´s
En este trabajo, se pretende que la velocidad lateral siga a una maneuver, but in the opposite direction. It is proposed that
maniobra del conductor, pero en sentido contrario. Se propone que the vehicle performs driving test knowed by the ISO 7401
el vehículo se encuentra realizando pruebas de manejo conocidas international standard, thus, to solve this problem we are going
por norma internacional ISO 7401, por ende el problema de la to use the feedback-state lineal theory by means of a Lyapunov
teoría de regulación lineal vía retroalimentación de estados por function, because it is supposed to measure the yaw velocity.
medio de una función de Lyapunov es la solución idónea a nuestro The actuators that we will be integrating in this paper, will be the
problema ya que se supone la medición de la velocidad angular de brakes (Mz) and Front Active System (AFS), through simulations
viraje. Los actuadores que integraremos en este artículo serán in Matlab- Simulink-CarSim and own platform.
los frenos (Mz) y el sistema frontal activo (AFS, por sus siglas en Key WoRds: Feedback state, lateral velocity, yaw velocity, CarSim.
inglés), por medio de la simulación de Matlab-Simulink-CarSim y
una plataforma propia.
PalabRas Clave: Retroalimentación de estados, velocidad lateral,
velocidad angular de viraje, CarSim.

Introducción los movimientos longitudinales del chasis. La estabilidad y
En los últimos años, el desarrollo de una filosofía integral las características de manejo generalmente se refieren a
ha cambiado en como los ingenieros realizan investigación la respuesta lateral/maniobrabilidad de las acciones de con-
en el área de diseño de nuevos dispositivos para el control ducción del automóvil que se requieran. Una gran variedad
del automóvil. Hoy en día se cuenta con una gran poten- de modelos de baja, media y alto orden están disponibles
cia computacional que nos permite trabajar con unidades para describir el movimiento traslacional y rotacional del ve-
de control en los vehículos, esto es debido al mejoramiento hículo.
de dispositivos electrónicos y al avance en la tecnología, la Este trabajo muestra un modelo de dos grados de
cual permite desarrollar nuevos sistemas de control desde libertad, el cual puede representar al automóvil, consideran-
el punto de vista tecnológico. do a las llantas frontales y traseras del vehículo como una
Considerando algunas variables físicas del auto- sola llanta delantera y una trasera (modelo de la bicicleta);
móvil, el diseño de un sistema de control para la velocidad en este modelo en la llanta delantera se puede introducir la
lateral es uno de los principales tópicos de investigación en dinámica del conductor y del volante. Además, los efectos
el área de control de automóviles. Estos dispositivos (uni- del ángulo roll y de transferencia de masa son despreciados
dades de control) modifican las dinámicas de los vehículos y este modelo permite estudiar la respuesta lateral/direc-
imponiendo fuerzas o momentos en el cuerpo del automóvil ción del automóvil para pequeños ángulos de maniobrabilidad
de diferentes maneras (Bianchi et al.,2010; Earl y Christian, en velocidades longitudinales constantes, donde estos pará-
2013; Tjonnas y Johansen, 2010; Rubin y Arogeti, 2013; metros (ángulos y velocidad) deben de ser medidos para la
Ren et al., 2014) y pueden también utilizar “sensores inte- realización completa a futura de algunos diseños.
ligentes” que permiten mediciones precisas de las variables Esta medición de parámetros físicos se puede
que desean medir haciendo una alta eficiencia en la acción realizar mediante la utilización de una plataforma como el Artículo arbitrado
que el controlador está realizando, contribuyendo a la esta- CarSim, la cual interacciona con los algoritmos de control
bilidad del vehículo, la seguridad y confort para el conductor. en Matlab-Simulink, para generar un análisis de la planta
El movimiento de un vehículo puede ser categori- a controlar (automóvil) y comprobando el control activo
zado en términos de su funcionalidad, maniobrabilidad y es- lineal simulado mediante la conexión del software Matlab-
tabilidad. El funcionamiento está enfocado sobre el peso y Simulink-Carsim, pero al momento de diseñar, no solamente 15

Año X Vol. 3 Ed. 30 Mayo-Agosto 2018