Riassunto analitico
Negli ultimi anni l’introduzione dell’elettronica nel settore automotive ha permesso di raggiungere traguardi importanti. Ci sono diversi esempi che lo testimoniano: il sistema “drive-by-wire”, il quale rimuove la connessione meccanica tra i comandi della vettura ed i relativi attuatori, assistenti di parcheggio, ecc…. Questi sistemi hanno migliorato notevolmente le strategie per l’accelerazione, la frenata e la sterzata dei veicoli, al fine di aumentarne la sicurezza, specialmente in caso di cattive condizioni atmosferiche.
In particolare, questo documento descrive il modello ed il controllo di un motore elettrico multi-fase ibrido, utilizzato per implementare un sistema “steer-by-wire” e rimuovere il sistema meccanico di connessione tra lo sterzo e l’asse frontale della vettura.
Il modello realizzato è molto flessibile e permette la modifica di tutti i parametri, elettrici e meccanici (ad es.: numero di fasi, tipo di rotore, ecc…), senza apportare nessuna modifica nella sua struttura interna. Questo modello è stato descritto tramite la tecnica Power-Oriented-Graph (POG), in modo da evidenziare I flussi energetici del sistema, ed è stato implementato su ambiente Matlab/Simulink.
La prima parte di questo documento è focalizzata sull’identificazione dei parametri ignoti del motore: sono state attuate due tecniche differenti (Least Square Method and Gradient Method) al fine di trovare il set di valori migliore, sfruttando i dati ottenuti tramite prove sperimentali su un banco strumentato.
Successivamente sono state implementate alcune tecniche di controllo per simulare il comportamento del modello.
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Abstract
In the last few years the reason that made huge progresses possible in the automotive field is the integration with the electronics’ world. Nowadays there are a lot of examples showing this process:
drive-by-wire, which allows to remove physical links among car's commands and mechanical parts, parking assistants, etc.…. All these systems improve control strategies for accelerating, braking and steering: their goal is to increase safety, specially in case of bad atmospheric conditions.
In particular, this document describes the model and the control of a multi-phase hybrid stepper motor, used to implement a steer-by-wire system which replaces the mechanical link
between the steering wheel and the front axis of the car.
The model allows to modify all the electrical and mechanical motor's parameters (i.e. the number of phases, the shape of the rotor...) without changing the global structure. Moreover, it’s described using the Power-Oriented-Graph (POG) technique in order to highlight the energy fluxes within the system and implement the dynamic equations directly on Matlab/Simulink environment.
The first part of this thesis is focused on the identification of the model parameters: two different techniques (Least Square Method and Gradient Method) are used to find the best possible set of values, exploiting datas from experimental test.
Furthermore, different control strategies have been applied in order to understand the behavior of the considered hybrid electric motor.
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