Diseño, implementación y control de un una motocicleta autoestable

Abstract

[ES] El trabajo pretende la implementación de un prototipo de vehículo de dos ruedas autoestable. Estará equipado con un volante de inercia cuya velocidad angular genera un par que mantiene en equilibrio el vehículo sobre sus dos ruedas. Un motor en la rueda trasera (motriz) permitirá su avance y otro en la rueda delantera (directriz) le dará la posibilidad de maniobrar. En una primera etapa se desarrollará un modelo de simulación, empleando Simscape Multibody, para estudiar el comportamiento del vehículo y diseñar el control de estabilidad. Terminada la etapa de simulación, se implementará el vehículo real, utilizando Arduino como dispositivo de control (estabilidad, velocidad y dirección).

[CA] En el present document es desenvolupa el Treball de Fi del Máter Universitari en Enginyeria Mecatrònica per la Universidat Politècnica de València. Ha sigut dirigit per Vicente Fermín Casanova Calvo i té com a autor a Carlos Fernando Amendaño Rodríguez. El treball pretén la implementació d'un prototip de vehicle de dues rodes autoestable. Estarà equipat amb un volant d'inèrcia la velocitat angular de la qual genera un parell que el manté en equilibri. Un motor en la roda posterior (motriu) permetrà el seu avanç i un altre en la roda davantera (directriu) li donarà la possibilitat de maniobrar. En una primera etapa es desenvoluparà un model matemàtic per a entendre el comportament dinàmic del mecanisme, després utilitzant Simscape Multibody es realitzarà una simulació amb les característiques físiques i geomètriques del prototip per a estudiar el comportament del vehicle i dissenyar el control d'estabilitat. Acabada l'etapa de simulació, s'implementarà el vehicle real, utilitzant Arduino com a dispositiu de control (estabilitat, velocitat i direcció).

[EN] This document develops the Final Project of the Master's Degree in Mechatronics Engineering by the Polytechnic University of Valencia. It has been directed by Vicente Fermín Casanova Calvo and its author is Carlos Fernando Amendaño Rodríguez. The work aims to implement a prototype self-supporting two-wheeled vehicle. It will be equipped with a flywheel whose angular speed generates a torque that keeps it in balance. A motor on the rear wheel (drive) will allow you to move forward and another on the front wheel (steer) will give you the ability to manoeuvre. In a first stage, a mathematical model will be developed to understand the dynamic behavior of the mechanism, then using Simscape Multibody, a simulation will be carried out with the physical and geometric characteristics of the prototype to study the behavior of the vehicle and design the stability control. After the simulation stage, the real vehicle will be implemented, using Arduino as a control device (stability, speed and direction).