Simulador de efectos inerciales de 2 grados de libertad para aplicación en conducción vehicular

Abstract

El mundo real; los peligros reales, los costos elevados de vehículos y maquinarias origina la necesidad del uso de simuladores. Los simuladores de manejo tienen una amplia gama de aplicaciones: en el propósito de la simulación [11], así como el tipo utilizado de simulador, podemos encontrarlos en las escuelas de manejo, centros de investigación de comportamiento psicológica, juegos de atracción, fabricantes de automóviles, etc. Los simuladores como concepto son basto y amplio, en la presente tesis abarcaremos los simuladores para manejo tipo vehicular como tópico principal y perseguir el objetivo de simular los efectos físicos que percibe una persona dentro de un automóvil, esto se consigue controlando 2 motores después de procesar la información leída de los sensores. El control realizado se simula en MATLAB y LabVIEW, en el caso del primero ofrece herramientas de simulación gráfica como el SIMULINK y también permite programar en su editor con comandos sencillos y especializados de control. En el caso del segundo permite la conexión con el shield del Arduino, para realizar un interfaz veloz en tiempo real de nuestro sistema, y al igual que el MATLAB el LabVIEW tiene comandos gráficos para los sistemas de control. Finalmente se hace la construcción de un prototipo para la validación de las estrategias de control. La presente tesis está organizada en 5 capítulos que son expuestos de la siguiente manera: En el capítulo I, se realiza una introducción a esta tesis, mencionando la historia de los simuladores y el estado del arte del mismo, los objetivos, alcances y limitaciones. En el capítulo II, se realiza la descripción de los conceptos matemáticos y físicos que han llevado al modelo planteado de una persona dentro de un vehículo, y al control de motores de CC. En el capítulo III, se presenta los algoritmos y análisis propios de control como respuestas, lugar de raíces y diseño del controlador y análisis de robustez. En el capítulo IV, se presenta la adquisición de los datos, y la electrónica empleada para el simulador. En el capítulo V, se muestra la implementación del prototipo del simulador se comenta el diseño mecánico y se presenta los resultados experimentales del funcionamiento en tiempo real.