sistema de suspension

Antonio Javier Nieto Quijorna

CARACTERIZACIÓN Y CONTROL
ACTIVO DE UNA SUSPENSIÓN
NEUMÁTICA

I.S.B.N. Ediciones de la UCLM
978-84-8427-789-7

Cuenca, 2010

UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA
´
ESCUELA TECNICA
SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES
´
DEPARTAMENTO DE MECANICA
APLICADA E INGENIER´IA DE
PROYECTOS

Caracterizaci´on y Control Activo de una
Suspensi´on Neum´aticaTesis Doctoral
DIRECTORES
Publio Pintado Sanju´an
Jos´e Manuel Chicharro Higuera
AUTOR
Antonio Javier Nieto Quijorna

Agradecimientos
El autor de la tesis doctoral que se presenta desea mostrar su agradecimiento al grupo de personas que se han visto involucradas en la misma. En
primer lugar, a los directores Publio Pintado Sanju´an y Jos´e Manuel Chicharro Higuera, por el inter´es y apoyomostrado en todo momento tanto en
las tareas de investigaci´on como en las docentes en todo este periodo. Por
otra parte, el autor tambi´en agradece la colaboraci´on prestada por el resto
´
de miembros del grupo del Area
de Ingenier´ıa Mec´anica, Antonio Gonz´alez
´
Rodr´ıguez, Angel
Luis Morales Robredo y Ricardo Moreno S´anchez.
A todos, el m´as sincero agradecimiento por la facilidadcon que han
creado el ambiente de motivaci´on id´oneo para trabajar en esta tesis.

i

´Indice general
1. Introducci´
on

1

1.1. Motivaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.2. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2. Descripci´
on de la suspensi´
on

33

2.1. Introducci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .

33

2.2. Modelo

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

2.2.1. Caracterizaci´on experimental del muelle de aire . . .

41

2.2.2. Resultados del modelo no lineal . . . . . . . . . . . .

46

2.3. Modelo lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

2.4. Validaci´on experimental: Prototipo I . . . . . . . . . . . . .58

2.4.1. Evaluaci´on de las transformaciones del gas dentro de
la suspensi´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59

2.4.2. Validaci´on experimental de los par´ametros de la suspensi´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

2.5. Estrategia de funcionamiento de la suspensi´on . . . . . . . .

78

2.6. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .

82

iii

´INDICE GENERAL

iv

3. Optimizaci´
on y control activo

85

3.1. Descripci´on del Prototipo II. . . . . . . . . . . . . . . . . .

85

3.2. An´alisis del Prototipo II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

3.2.1. Caracterizaci´on experimental . . . . . . . . . . . . .

89

3.2.2. Simulaci´
on del modelo para el Prototipo II . . . . .

923.2.3. Validaci´
on experimental . . . . . . . . . . . . . . . .

97

3.3. Comparaci´on con el Prototipo I . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.4. Control de barrido en seno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.4.1. Implementaci´
on anal´ıtica . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.4.2. Resultados experimentales . . . . . . . . . . . . . . . 114
3.5. Influencia de la masa . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.6. Tratamiento de se˜
nales a atenuar . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.7. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
4. Rigidizaci´
on de la suspensi´
on

131

4.1. Descripci´on del Prototipo III . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.1.1. Caracterizaci´on de los actuadores de rigidez variable

136

4.2.Par´ametros del Prototipo III . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.2.1. Comparaci´on con el Prototipo II . . . . . . . . . . . 150
4.3. Control de barrido en seno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.1. Procedimiento de operaci´on para el cambio de configuraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.2. Estudio experimental del transitorio entre configuraciones. . ....