Modelado y simulación de una suspensión pasiva y activa en Bond Graph

Abstract

All real physical system has a mathematical representation that models the behavior of the system, this is called classical theory of modeling which uses laws, mathematical properties, theorems, equalities between mathematical theorems, and other properties in order to determine the set of equations which reflect the behavior of the system. Develop modeling of any system is quite tedious and time consuming plus systems present many details that cannot be ignored, since a small error will cause the mathematical model is incorrect. One technique that simplifies the development and production of mathematical models is the modeling technique called Bond Graph, this technique reduces us the time it took to obtain the equations of the mathematical model of the system, it is easier to understand and apply, as we took a physical system and represent graphically. In this thesis, the application of the technique of Bond Graph allow us to model a mechanical system, as it is the suspension of a passive and active car are real physical systems, in addition to using this technique I use a software tool called 20-Sim. 20-Sim is a software which allows us to model physical systems in Bond Graph, in addition to being visual, can understand and simulate the behavior of the system through the transfer of energy through the different elements of the system, obtaining results analysis of the response of the system has to different input signals. Finally making some variations in the suspension system to get a better response, i.e. to perturbation signals input to the system, to try different connections between system elements to improve the response of the same, and obtain parameters of different behavior modeling the system.

Todo sistema físico real tiene una representación matemática que modela el comportamiento del sistema, a esto se le llama teoría clásica de modelado la cual utiliza leyes, propiedades matemáticas, teoremas, igualdades entre teoremas matemáticos, entre otras propiedades con el objetivo de determinar el conjunto de ecuaciones que reflejan el comportamiento del sistema. Desarrollar el modelado de cualquier sistema es bastante tedioso y tardado además de que los sistemas presentan muchos detalles que no se pueden pasar por alto, ya que un pequeño error causará que el modelo matemático sea incorrecto. Una de las técnica que simplifica el desarrollo y la obtención de modelos matemáticos es la técnica de modelado llamada Bond Graph, esta técnica nos reduce el tiempo que tardamos en obtener las ecuaciones del modelo matemático del sistema, es más sencilla de comprender y de aplicar, ya que tomamos un sistema físico y lo representamos gráficamente. En el presente trabajo de tesis, la aplicación de la técnica de Bond Graph nos permitirá modelar un sistema mecánico, como lo es la suspensión de un automóvil pasivo y activo que son sistemas físicos reales, además de utilizar esta técnica utilizo una herramienta de software llamada 20-Sim. 20-Sim es un software donde nos permite modelar sistemas físicos en Bond Graph, además de que por ser visual, podemos entender y simular el comportamiento del sistema por medio de la transferencia de energía a través de los diferentes elementos del sistema, obteniendo los resultados del análisis sobre la respuesta que tiene el sistema ante diferentes señales de entrada. Por último realizando algunas variantes en el sistema de suspensión poder obtener una mejor respuesta, es decir ante señales de perturbación de entrada al sistema, poder probar distintas conexiones entre los elementos del sistema para mejorar la respuesta del mismo, y así obtener parámetros de comportamiento diferentes que modelan al sistema.