Desarrollo de un Sistema de Control para Tracción de Vehículos Eléctricos

Abstract

El presente proyecto, expone un vehículo eléctrico con una de las configuraciones más versátiles, la cual dispone de dos motores en las ruedas traseras, que pueden ser controlados independientemente. Se presenta el modelado matemático del vehículo considerando su cinemática directa y su cinemática diferencial, además se propone un modelo dinámico bajo conceptos de trabajo y energía. Considerando la configuración de tracción diferencial, se añade el modelo dinámico del sistema de propulsión conformado por motores de corriente directa de imán permanente. Se realiza la simulación en lazo abierto para analizar el desplazamiento utilizando parámetros reales, cuyos datos son extraídos de un prototipo que será utilizado por la comunidad académica del CUValles. El objetivo principal de este proyecto es desarrollar un controlador robusto en tiempo continuo que supervise el desplazamiento del vehículo. El controlador utilizado es de tipo modos deslizantes, dicho controlador tiene la cualidad de estabilizar el sistema a pesar de las incertidumbres no modeladas, aun en presencia de perturbaciones externas. Se propone también una relación matemática entre los elementos de mando y la referencia para la velocidad de los motores. Utilizando Simulink de MATLAB, se simula en lazo cerrado el modelo del vehículo eléctrico en conjunto con el controlador por modos deslizantes, el modelo que representa la relación de mando y las velocidades de referencia, así como la cinemática diferencial, de modo que sea posible visualizar el desplazamiento. Para las simulaciones se presentan perturbaciones internas, externas e incertidumbres no modeladas que producen respuestas indeseables en los controladores clásicos. Por último, se realiza la discretización del controlador y se presenta un algoritmo para su programación, así como la propuesta de los sensores para la implementación física. Se incluye también, el código en MATLAB para la simulación del controlador con el modelo discretizado del vehículo en espacio de estados.