Nesta seção serão realizadas as considerações parciais sobre as ações das estratégias de controle no sistema passivo apresentadas nas seções 4.1, 4.2, 4.3 e 4.4.
Através da Figura 38, é possível verificar as informações das comparações entre o sistema passivo e os controles on/off, skyhook, groundhook e híbrido, para os parâmetros: deslocamento da massa do chassi, aceleração da massa do chassi, deslocamento da massa do eixo da roda e o jerk. Também é apresentado, nesta mesma figura, o percentual de quanto cada estratégia de controle contribui para diminuição dos parâmetros em relação ao sistema passivo.
Figura 38 – Resposta de cada um dos controladores comparados ao sistema passivo
Parâmetros Pico positivo acomodaçãoTempo de Pico positivo acomodaçãoTempo de Pico positivo acomodaçãoTempo de Pico positivo acomodaçãoTempo de Sistema passivo 0,1622 m 2,16 s 30,02 m/s² 1,96 s 0,1463 m 1,05 s 1360 m/s³ 1,55 s Controle on/off 0,1289 m 0,90 s 30,02 m/s² 0,57 s 0,1348 m 0,36 s 1360 m/s³ 0,20 s Passivo Vs on/of f (%) 53,53% 58,33% 0% 70,91% 24,83% 65,71% 0% 87,09% Controle skyhook 0,1000 m 0,37 s 30,02 m/s² 0,41 s 0,1463 m 0,36 s 1360 m/s³ 0,32 s Passivo Vs skyhook (%) 100% 82,87% 0% 79,08% 0% 65,71% 0% 79,35% Controle groundhook 0,1268 m 1,00 s 30,02 m/s² 1,31 s 0,1463 m 1,02 s 1572 m/s³ 1,16 s Passivo Vs groundhook (%) 56,91% 53,70% 0% 33,16% 0% 2,85% aumentou em 15,58% 25,16% Controle híbrido 0,1025 m 1,24 s 30,02 m/s² 0,96 s 0,1463 m 0,26 s 1360 m/s³ 0,32 s Passivo Vs híbrido (%) 95,98% 42,59% 0% 51,02% 0% 75,23% 0% 79,35% Deslocamento da massa do chassi Aceleração da masso do chassi Deslocamento da massa
do eixo da roda Jerk
Fonte: Autoria Própria.
Para facilitar as análises que serão realizadas nesta seção, a Figura 39 apresentará apenas as informações de quanto cada controlador contribui para redução dos parâmetros relacionados ao sistema passivo, estas serão apresentadas através de um gráfico de colunas agrupadas.
Figura 39 - Contribuição de cada controlador para redução dos parâmetros analisados
Fonte: Autoria Própria.
Pode-se afirmar que a realização da análise do deslocamento da massa do chassi é necessária, pois este é um dos parâmetros que auxilia o projetista na verificação do conforto do passageiro, desta maneira, pode-se observar através da Figura 38 e Figura 39 que a estratégia de controle, que apresentou melhor performance, em relação ao deslocamento da massa do chassi, foi o controlador skyhook, pois esta estratégia possibilitou 100 % de redução do sobressinal e um tempo de acomodação de 0,37 s. Este resultado já era esperado, pois conforme apresentado na seção 3.1.2, a estratégia skyhook tem como objetivo reduzir a vibração do chassi, possibilitando um maior conforto aos passageiros.
Outro parâmetro importante para diagnosticar o conforto do passageiro é aceleração da massa do chassi, pode-se verificar através da Figura 38 e Figura 39 que nenhuma estratégia foi capaz de reduzir o primeiro pico positivo em relação à aceleração do sistema passivo, porém é importante enfatizar que todas os controladores conseguiram diminuir os picos posteriores, levando o sistema a um tempo de acomodação inferior ao do sistema passivo, sendo a estratégia de controle skyhook a que apresentou melhor performance em relação às outras, fazendo com que o tempo de acomodação em relação ao sistema passivo diminuísse em 74,21 %.
A análise sobre o deslocamento da massa do eixo da roda é importante para os sistemas veiculares, pois este parâmetro está correlacionado diretamente com a segurança do veículo, pois quanto menor o deslocamento e o tempo de acomodação da roda, maior o tempo da mesma em contato com o solo, gerando desta forma, maior dirigibilidade do mesmo. De acordo com a seção 3.1.3, a estratégia de controle propícia para este tipo de controle seria a estratégia groundhook, porém a simulação apresentou que apenas o controlador on/off foi capaz de reduzir o pico positivo em relação ao sistema passivo em 24,83 %, além do bom desempenho em função do tempo de acomodação, apresentando uma redução de 65,71 % em relação ao sistema passivo. Outro controlador que apresentou bons resultados também relacionados a este parâmetro foi o controlador híbrido, que apresentou o melhor resultado relacionado ao tempo de acomodação, reduzindo este tempo em relação ao sistema passivo em 75,23%.
Outro parâmetro relacionado ao conforto dos passageiros é o jerk ou conhecido também como “tranco”, segundo Crivellaro (2008) para o motorista o Jerk é sentido como variações bruscas de intensidade e direção das forças de “solavancos” que estão agindo sobre o seu corpo, no qual este “tranco” passaria despercebido quando se calcula apenas o valor eficaz da aceleração, desta maneira quanto menor for variação e tempo de acomodação do Jerk, melhor conforto o passageiro terá.
É possível verificar pela Figura 38 e Figura 39 que o controlador que apresentou a melhor performance em relação a este parâmetro foi o controlador on/off, o qual gerou uma redução em relação ao sistema passivo de 87,09%, logo em seguida, os controladores skyhook e híbrido, apresentaram bons resultados também para este parâmetro, gerando uma redução de 79,35% em relação ao sistema passivo.
5 PROJETO DO OBSERVADOR DE ESTADOS E DO CONTROLADOR SEMIATIVO
O desempenho do controle de uma suspensão veicular depende da disponibilidade de informações confiáveis a respeito do ponto de operação do sistema. Para se obter estas informações confiáveis e a tempo real, necessita-se da instalação de sensores que possam mensurar as variáveis de processo que são necessárias para a estratégia aplicada. Partindo pelo contexto das técnicas apresentadas no capítulo 3, se faz necessária a medição de posição e velocidade da massa do chassi e do eixo da roda.
De modo tradicional seria necessária a instalação física de quatro sensores que pudessem alimentar o controlador com estas informações, para que o mesmo pudesse processá-las e atualizar o coeficiente de amortecimento para manter o conforto e a dirigibilidade do veículo decorrente das imperfeições da pista. A instalação dos quatro sensores tornaria a aplicação do sistema de controle onerosa e de custo elevado, portanto, para contornar esta situação, o estudo do projeto de observadores de estados se torna atrativo.
Conforme citado na seção 3.3, os observadores de estados são implementados em situações em que a partir dos estados é possível determinar outras variáveis, como velocidade e deslocamento das massas.
Na seção a seguir, será apresentado o método utilizado para determinação de qual dos estados será utilizado para a obtenção dos demais estados.