O controle longitudinal apresentado nesta dissertação é resultado de uma tentativa de conceber um controlador que fosse simples, ao ponto de ser implementado em tempo real na plataforma experimental, e ao mesmo tempo que tivesse um bom desempenho, com a capacidade de controlar a velocidade de cruzeiro de forma suave.
O controlador concebido foi apresentado no decorrer do texto, partindo de uma com- posição mais simples, até alcançar uma mais completa. O processo de obtenção foi então dividido em três fases: controlador básico, controlador com freio e controlador em modo
drive.
O primeiro utiliza uma ação Proporcional e Integrativa concatenada ao inverso do mo- delo gerado por identificação caixa cinza, que contempla apenas os movimentos realizados
em primeira marcha. A inserção do bloco PI teve como objetivo rejeitar os distúrbios que acometem a planta e o uso do inverso do modelo proporcionou uma amenização dos efeitos causados pela não linearidade do sistema dinâmico. Os resultados gerados por este controlador mostraram uma capacidade de seguir os degraus de referência, tanto no ambiente simulado, quanto no dinamômetro de rolos e experimentos de campo. Porém, por não possuir atuação no freio, valores abaixo da velocidade de marcha lenta não po- deriam ser atingidos, nem era possível imprimir maiores desacelerações durante as trocas dos degraus.
O segundo controlador foi resultado da melhoria do primeiro por meio da inserção da atuação do freio, utilizando uma estrutura de controle semelhante à do acelerador, porém, com um modelo específico de desacelerações. Uma lógica de chaveamento foi proposta, já que ambos atuadores não podem atuar ao mesmo tempo. Os experimentos realizados com este controlador mostraram que, assim como no controlador anterior, este também apresentou a capacidade de seguir os degraus de referência, porém atuando no freio apenas nos momentos em que haviam requisições de desaceleração ou parada, de acordo com a lógica de chaveamento que foi proposta. Com isso, o controlador foi capaz de atingir as referências de velocidade de forma mais rápida. Um ensaio realizado para testar o comportamento do controlador em situações em que a planta era submetida a distúrbios revelou a capacidade de amenizar os efeitos indesejados causados por inclinações na pista tanto positivas quanto negativas. Não foram constatados distúrbios consideráveis durante as mudanças de direção, como havia sido imaginado.
O último controlador apresentou uma proposta de amenizar os efeitos causados pelas mudanças bruscas na dinâmica longitudinal devido às trocas de marchas. Esta proposta consistiu em realizar um ajuste no ganho dos parâmetros do modelo relacionados com a transmissão. Para tanto, este ajuste foi baseado na razão entre a relação de transmissão instantânea com a relação da primeira marcha. Os resultados mostraram que este con- trolador, assim como os anteriores, também foi capaz de seguir o comportamento geral da referência de velocidade. Além disso, as desacelerações se apresentaram de forma mais suave quando comparado ao segundo controlador, mas, por outro lado, houve uma queda de desempenho nas situações em que o veículo operava em terceira marcha. Esta queda foi possivelmente causada pela aproximação não apropriada das trocas de marchas, repre- sentada apenas por apenas um ganho, não considerando características dinâmicas. Além do mais, uma possível má qualidade da estimação da relação de transmissão, decorrente da ação do conversor de torque, pode ter provocado efeitos indesejados no controle.
Com relação à aplicação, o controlador que contempla apenas a primeira marcha e aplicação do freio mostrou ser mais adequado para circuitos urbanos com velocidades inferiores a 40 km/h. Porém, para circuitos mais rápidos, não resta alternativa do que utilizar o controlador em modo drive.
Considerando os aspectos gerais dos três controladores apresentados, foi observado uma maior dificuldade no controle nas situações em que as referências estavam abaixo de 15 km/h. Nestas ocasiões, a dinâmica do powertrain era dominante em relação à carroce- ria e, portanto, haviam dificuldades para compensar as não linearidades, principalmente advindas da operação do conversor de torque. Talvez esta relação de dominância seja uma das razões pela qual o sistema de cruise control comercial, só pode ser ativado em velocidades acima de 30 ou 40 km/h. Como mencionado no Capítulo 2, nos últimos anos têm sido lançado controladores de cruzeiro comerciais mais aprimorados, motivados pelo uso do ACC, que permite regular velocidades mais baixas.
Outra observação a ser feita sobre os controladores é com relação a inicialização, já que foi observado um desempenho abaixo do esperado durante os primeiros segundos na operação dos controladores. Esta característica é resultado da inicialização inadequada da parcela de integração do PI. Uma possível solução para este problema seria a utilização de uma estratégia de controle puramente proporcional durante os instantes iniciais de ação do controlador.
À respeito da plataforma experimental, o RTAI realmente foi capaz de garantir tempos precisos para o funcionamento do controlador e executá-lo de forma adequada. Porém, com o aumento do tráfego na rede de tempo real e a inserção dos cálculos do controlador longitudinal, perda de dados, travamentos durante a desabilitação do controlador e lenti- dão no sistema operacional foram observados, mas nenhum destes fatores comprometeu a segurança dos testes. A incapacidade do RTAI em realizar cálculos com pontos flutuantes foi um dos maiores desafios durante a implementação do controlador.
Uma dificuldade encontrada para a realização dos testes consistiu na ausência de locais mais adequados. As ruas do campus Pampulha da UFMG apresentam pisos bastante irregulares e com intenso fluxo de carros durante os dias úteis. Portanto, a maioria dos experimentos possuem ocorrência limitada, e foram principalmente realizados aos sábados à tarde e domingo, para garantir um pouco mais de segurança e menor frequência de interrupção dos testes devido à fatores externos. Apesar do CADU ser um carro visualmente caracterizado como veículo autônomo e com avisos de “mantenha distância”, estas informações são tratadas com desatenção pela maioria dos motoristas e pedestres.