Control por modos deslizantes para vehículo eléctrico con velocidad diferencial

Abstract

[EN] In this paper, a control scheme to regulate the speed in an electric vehicle with two electric motors in the rear axle. In order to make a turn in the vehicle a differential speed in the motors is needed. A detailed mathematical model of the electric vehicle is included, comprising the dynamics of the components in the system, as well as their interconnections. An inverse kinematic controller is presented to calculate the required speed references for the motors. Taking into account the references, a robust sliding mode controller is presented, to guarantee the stability of the complete system. The proposed control scheme was tested in closed - loop through simulations to prove the performance. The results show a good performance under different perturbations, such that parameter variations and external disturbances, in this case, driver mass and road slope. Furthermore, the discretization and a proposal to implement the control scheme controller in an embedded system are presented.

[ES] En este artículo se presenta un esquema de control para regular la velocidad en un vehículo eléctrico con dos motores en su eje trasero. Para el giro del vehículo se requiere velocidad diferencial en los dos motores. Se presenta el modelo matemático detallado del vehículo eléctrico, contemplando las dinámicas de los diferentes componentes que lo integran y las interconexiones de todos los elementos. Se incluye un controlador basado en cinemática inversa, para calcular las referencias requeridas en cada uno de los motores. Con base en las referencias calculadas, se desarrolló un controlador robusto por modos deslizantes, para garantizar la estabilidad del sistema completo. Se realizaron diversas simulaciones para verificar el desempeño del sistema en lazo cerrado, con el esquema de control propuesto. Los resultados muestran un buen desempeño del controlador, cuando se somete a diferentes perturbaciones, tales como variaciones paramétricas y perturbaciones externas, en este caso variaciones en la masa del conductor y pendientes del camino. Además, se incluye la discretización del controlador y una propuesta para su implementación en un sistema embebido.