Completo

Sistema de Controle de Direção
2012/2

Trabalho de DSL
Henrique Massari
Lívia Tovar
Luiz Otavio da Costa Pereira

Introdução

Esse trabalho tem como finalidade modelar o sistema de controle de direção de um automóvel que deve desviar de um obstáculo e com isso estudar sua influência sobre a direção. A situação proposta é que um carro dirigido em uma estrada de mão dupla tenha que desviar de um alce cujo comprimento seja aproximadamente de 2 metros.
Para os parâmetros geométricos relativos ao carro utilizaremos os do Fox (entre eixos, centro de gravidade, etc.). A largura da pista de uma estrada de mão dupla no Brasil é de no máximo 3,5 metros e a velocidade máxima permitida, de 80 km/h. Trabalhando com esses valores queremos analisar a resposta do controle de direção em condições diversas. Portanto modelaremos o sistema para os casos em que o motorista ou o controlador apresentam ou não atraso de reação.
Sistema de Controle

A resposta da direção depende basicamente de dois fatores: O motorista, que depende de suas condições físicas e mentais para controlá-la, e os controladores da máquina, que no caso desse trabalho é um controlador PID.
Existem três tipos de situação que podemos analisar sobre o sistema de controle:
Na condição ideal, o motorista e o controlador funcionam sem qualquer tipo de retardo.

Podemos atribuir um retardo ao motorista, simulando uma condição de embriaguez, por exemplo.

Podemos atribuir um retardo ao controlador.

Temos que definir os seguintes parâmetros encontrados na literatura e artigos de dinâmica veicular :
Momento de inércia do volante :
Coeficiente de amortecimento :
Tempo de retardo do motorista :
Tempo de retardo do controlador :
Dinâmica do Veículo

Trataremos a dinâmica do veículo de forma simplificada com a finalidade de relacionar o input no volante do veículo com sua trajetória. Para simplificar nosso problema, vamos considerar as seguintes hipóteses:
O veículo mantém a velocidade (escalar) constante;