Progettazione di una logica di controllo della traiettoria applicata ad un veicolo cingolato bi-modulare = A trajectory control logic design applied to a two units tracked vehicle

Lo scopo del seguente lavoro di tesi è quello di rendere autonoma la sterzatura del veicolo cingolato AATV (Amphiobious All-Terrain Vehicle) BRT di appartenenza a ARIS SPA. Il veicolo è composto da due unità collegate tra loro tramite un giunto multi-assiale. Il sistema sterzante è idraulico e si basa sulla generazione di un angolo relativo tra i due moduli attraverso le spinte reciproche di due sistemi cilindro-pistone. Attualmente l’impianto idraulico di sterzatura è costituito da una valvola comandata meccanicamente tramite il volante. Per poter implementare una sterzatura autonoma è necessario riconfigurare il sistema idraulico con elettrovalvole proporzionali in modo da convertire il controllo direzionale del veicolo da meccanico in elettronico, in particolare in una tecnologia Steer by wire. Lo studio è partito dall’analisi del comportamento dell’impianto idraulico con la stesura delle equazioni che governano i fenomeni fisici. In seguito tali equazioni sono state utilizzate per implementare un modello in ambiente Simulink che avesse come Input il comando di apertura della valvola distributrice collegata ai due cilindri e come Output le coppie sterzanti che agiscono sul primo e sul secondo modulo. Il lavoro di tesi è continuato con la validazione di tale modello attraverso delle simulazioni di manovre in Open Loop, ossia controllando direttamente il segnale da inviare alla valvola, in modo da poter validare il modello e di analizzare la risposta del veicolo agli spostamenti del cassetto della valvola. In seguito a un comportamento non simmetrico del veicolo a comandi simmetrici è risultata necessaria l’elaborazione di un sistema di controllo Closed Loop. In particolare si sono progettate due logiche di controllo in serie: la prima, di alto livello, consiste nell’associare a un percorso di riferimento arbitrario una successione di angoli relativi; la seconda, di basso livello, consiste nell’associare una storia temporale di angoli relativi con una successione di aperture della valvola. In questo modo è possibile sia utilizzare entrambe le logiche, quando il veicolo deve seguire un percorso ben definito, sia la sola logica di basso livello, quando si vuole avere un controllo sull’angolo relativo. Parallelamente alla parte simulativa si è implementata una parte sperimentale con l’ausilio di hardware quali il controllore ad alte prestazioni in Real Time PXI, sensori ed elettrovalvole interfacciabili tra di loro con il software NI Veristand.