Avaluació de sistemes de control de tracció en vehicles elèctrics utilitzant MATLAB

TREBALL FI DE GRAU
G au en Enginye ia Elèc ica
AVALUACIÓ DE SISTEMES DE CONTROL DE TRACCIÓ EN
VEHICLES ELÈCTRICS UTILITZANT MATLAB
Memò ia i Annexos
Au o : Albe B us enga Cos a
Di ec o : Se gi Fille Cas ella
Depa amen : EE - Enginye ia Elèc ica
Con oca ò ia: Gene 2025
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
i
Resum
En els úl ims anys la mobili a elèc ica ha expe imen a un c eixemen exponencial, consolidan -se
com a una al e na i a sos enible da an els ehicles de combus ió in e na, pe ò la capaci a i pes
ac uals de les ba e ies cons i ueixen un ep e signi ica iu, de mane a que sigui imp escindible p io i za
l’ene gia elèc ica consumida pel ehicle, així com la du abili a dels componen s pe maximi za el seu
endimen a més de minimi za els impac es ambien als d’aques s.
El p esen p ojec e é com a objec iu la implemen ació d’un sis ema de con ol de acció pe a un
ehicle, ac an dues con igu acions dinàmiques: una p ime a a qui ec u a basada en un mo o
elèc ic amb acció pos e io , i una segona a qui ec u a de qua e mo o s elèc ics independen s,
mi jançan l’ús del p og ama i MATLAB i Simulink i l’aplicació Vi ual Vehicle Compose , in eg ada dins
del seu en o n. El sis ema de con ol dissenya busca con ola el lliscamen de les odes quan aques es
passen pe una supe ície lliscan , millo an l’es abili a i e iciència del ehicle da an a iacions
sob ades d’adhe ència.
Les simulacions s’han eali za en es escena is: un p ime escena i plan eja on el coe icien de
lliscamen del e a es edueix lleuge amen , un segon escena i on el can i del coe icien és mol més
ab up e, i un e ce escena i on el can i d’adhe ència el pa eixen només les odes d’un cos a del
ehicle. Els mè odes u ili za s inclouen la implemen ació dins del model d’un con olado basa en la
de ecció del lliscamen de les odes, ajus an dinàmicamen el pa ell aplica a aques es.
Addicionalmen , es compa en el compo amen de les con igu acions amb con ol de acció i sense
ell, així com el compo amen del con ol de acció en e els dos models de ehicle. Finalmen ,
s’anali za la di e ència en e la eloci a de espos a del model espec e a la d’un con ol escala i la
d’un con ol ec o ial.
Memò ia
ii
Resumen
En los úl imos años, la mo ilidad eléc ica ha expe imen ado un c ecimien o exponencial,
consolidándose como una al e na i a sos enible en e a los ehículos de combus ión in e na. Sin
emba go, las limi aciones ac uales e e en es a la capacidad y peso de las ba e ías ep esen an un
desa ío signi ica i o, lo que hace que sea imp escindible op imiza el consumo de ene gía eléc ica del
ehículo y ga an iza la du abilidad de los componen es. Es as medidas son undamen ales pa a
maximiza el endimien o dinámico del ehículo y minimiza los impac os ambien ales gene ados po
el mismo.
El p esen e p oyec o iene como obje i o p incipal la implemen ación de un sis ema de con ol de
acción pa a un ehículo, e aluando dos con igu aciones dinámicas: una p ime a a qui ec u a basada
en un mo o eléc ico con acción pos e io , y una segunda a qui ec u a con cua o mo o es eléc icos
independien es, median e el uso del so wa e MATLAB y Simulink y la aplicación Vi ual Vehicle
Compose , in eg ada den o de su en o no. El sis ema de con ol diseñado busca con ola el
deslizamien o de las uedas cuando es as pasan po encima de una supe icie deslizan e, mejo ando
la es abilidad y e iciencia del ehículo an e a iaciones b uscas de adhe encia.
Las simulaciones se han ealizado en es escena ios: un p ime escena io plan eado donde el
coe icien e del suelo se educe lige amen e, un segundo escena io donde el cambio del coe icien e es
mucho más ab up o, y un e ce escena io donde las a iaciones de adhe encia a ec an únicamen e a
las uedas de un lado del ehículo. Los mé odos empleados incluyen la implemen ación den o del
modelo de un con olado basado en la de ección del deslizamien o de las uedas, ajus ando
dinámicamen e el pa aplicado a es as. Adicionalmen e, se han compa ado los compo amien os de
las con igu aciones con con ol de acción y sin él, así como las mejo as en el desempeño del sis ema
en e las dos con igu aciones dinámicas p opues as. Finalmen e, se analiza la di e encia en e
elocidad de espues a del modelo espec o a la de un con ol escala y la de un con ol ec o ial.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
iii
Abs ac
In ecen yea s, elec ic mobili y has expe ienced exponen ial g ow h, es ablishing i sel as a
sus ainable al e na i e o in e nal combus ion ehicles. Howe e , cu en limi a ions ega ding ba e y
capaci y and weigh p esen a signi ican challenge, which is why i ’s essen ial o op imize he ehicle's
elec ical ene gy consump ion ensu ing he du abili y o i s componen s. These measu es a e c ucial
o maximizing he ehicle's dynamic pe o mance and minimizing i s en i onmen al impac .
The main objec i e o his p ojec is he implemen a ion o a ac ion con ol sys em o he ehicle,
e alua ing wo dynamic con igu a ions: he i s a chi ec u e is a design based on a single elec ic
mo o wi h ea -wheel d i e and he second a chi ec u e ea u es ou independen elec ic mo o s.
The de elopmen elies on he use o MATLAB and Simulink so wa e, as well as he Vi ual Vehicle
Compose applica ion in eg a ed in o his en i onmen . The designed con ol sys em aims o imp o e
he wheel’s ac ion when he ehicle encoun e s a low- ic ion su ace, enhancing i s s abili y and
e iciency unde sudden changes in adhesion.
Simula ions ha e been ca ied ou in h ee scena ios: he i s scena io in ol es a sligh educ ion in
he g ound's ic ion coe icien ; he second scena io simula es a much mo e ab up change in
adhesion, and he hi d scena io examines a ia ions in ic ion ha a ec only he wheels on one side
o he ehicle. The me hods used include implemen ing a con olle wi hin he model ha de ec s
wheel slip and dynamically adjus s he o que applied o he wheels. Addi ionally, he pe o mance o
he con igu a ions wi h and wi hou ac ion con ol ha e been compa ed, alongside an analysis o he
sys em's imp o emen s ac oss he wo p oposed dynamic con igu a ions. Finally, he esponse speed
o he model is e alua ed, compa ing scala con ol wi h ec o con ol.

Memò ia
i
Ag aïmen s
M’ag ada ia exp essa el meu més since ag aïmen al u o d’aques p ojec e, el Se gi Fille , dona el
seu acompanyamen i ajuda cons an du an el desen olupamen del eball, onamen al pe a la
eali zació d’aques p ojec e. La se a o ien ació i coneixemen s han sigu una ines imable guia al lla g
d’aques p océs, així com a l’equip de e-Tech Racing, pels seus consells du an el desen olupamen del
con olado .
A la me a amília, pel seu supo incondicional, pe es a semp e al meu cos a i pe c eu e en mi en
cada e apa d’aques p ojec e. La os a con iança i ànims han sigu essencials pe supe a els ep es
plan eja s. I als meus amics, pe se -hi semp e i con e i aques eco egu en una expe iència més
en iquido a i plàcida. La os a companyia i supo han sigu una on de mo i ació cons an .
A o s osal es, g àcies!
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
Llis a de Taules
Taula 3.1. Zones de inides del con ol de acció i es a ègia de con ol seguida pe a cada zona.
Taula 8.1. Resum dels cos os associa s al p ojec e.
Taula 8.2. De all dels cos os de pe sonal associa s al p ojec e.
Taula 8.3. De all dels cos os de consum ene gè ic associa s al p ojec e.
Memò ia
i
Llis a de Figu es
Figu a 2.1. Esquema ipus a b e de la con igu ació inicial del Vi ual Vehicle Compose .
Figu a 2.2. Selecció del “Body and F ame” del ehicle.
Figu a 2.3. Selecció del sis ema de acció del ehicle.
Figu a 2.4. Model amb sis g aus de llibe a [26].
Figu a 2.5. Model del ehicle gene a .
Figu a 2.6. Subsis ema del “P edic i e D i e ”.
Figu a 2.7. Senyals inicials execu a s en el “Signal Edi o ”.
Figu a 2.8. Va ian s del subsis ema “Va ying F ic ion”.
Figu a 2.9. Fines a del “Road T ack F ic ion”.
Figu a 2.10. Senyals “Kappa” de les qua e odes dins del “VCU Inpu ”.
Figu a 2.11. Veloci a angula ( ad/s) i coe icien de lliscamen d’una oda en e s la eloci a eal del
ehicle (m/s).
Figu a 3.1. Implemen ació del con ol de acció a Simulink.
Figu a 3.2. Diag ama de blocs simpli ica del con olado implemen a pel con ol de acció.
Figu a 3.3. Senyals de consigna del conduc o pe a les p o es inicials.
Figu a 3.4. T ajec ò ia del ehicle pe a les p o es inicials.
Figu a 3.5. Pa ells (N/m) i lliscamen s de les odes del en an e io pe a les p o es inicials.
Figu a 3.6. Pa ells (N/m) i lliscamen s de les odes del en pos e io pe a les p o es inicials.
Figu a 4.1. Pa àme es del “Road T ack F ic ion” pe al p ime escena i de les simulacions.
Figu a 4.2. Pa àme es del “Road T ack F ic ion” pe al segon escena i de les simulacions.
Figu a 4.3. Pa àme es del “Road T ack F ic ion” pe al e ce escena i de les simulacions.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
ii
Figu a 4.4. Senyals de consigna del conduc o pe a les simulacions dels es escena is dels ehicles
sense enada egene a i a.
Figu a 4.5. Senyals de consigna del conduc o pe a les simulacions dels es escena is dels ehicles
amb enada egene a i a.
Figu a 4.6. Con ol de acció pe de ec e del model d’un mo o elèc ic i acció pos e io amb
di e encial.
Figu a 4.7. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic
amb di e encial al p ime escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.8. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al
p ime escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.9. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic
amb di e encial al segon escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.10. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al
segon escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.11. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic
amb di e encial al e ce escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.12. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al
e ce escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.13. T ajec ò ia del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al e ce escena i
sense con ol de acció.
Figu a 4.14. Con ol de acció modi ica del model d’un mo o elèc ic i acció pos e io amb
di e encial.
Figu a 4.15. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic
amb di e encial al p ime escena i amb con ol de acció.
Figu a 4.16. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al
p ime escena i amb con ol de acció.
Figu a 4.17. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic
amb di e encial al segon escena i amb con ol de acció.
Memò ia
xi
3.3.1. Diag ama de blocs del con olado ....................................................................... 40
3.3.2. Con igu ació d’en ades i so ides del model ....................................................... 43
3.4. P o es p elimina s i ajus amen s inicials .............................................................. 44
4. RESULTATS I ANÀLISIS ___________________________________________ 49
4.1. Escena is de p o a ................................................................................................. 49
4.1.1. Condicions d’al a adhe ència ................................................................................ 49
4.1.2. Can is b uscs en el coe icien de icció ............................................................... 50
4.1.3. Supe ícies mix es (coe icien di e en pe oda) ................................................. 51
4.2. Va ian s de con igu ació del ehicle ..................................................................... 52
4.2.1. Vehicle d’un mo o elèc ic amb acció pos e io .............................................. 54
4.2.2. Vehicle de qua e mo o s elèc ics independen s ............................................... 63
4.2.3. Compa a i a del con ol escala en e s el ec o ial ............................................ 81
4.3. Anàlisis de les simulacions ..................................................................................... 85
4.3.1. G à ics del pa ell del ehicle i lliscamen de les odes ......................................... 85
4.3.2. Impac e de la eloci a de espos a en el con ol del ehicle .............................. 90
4.4. A aluació del endimen global del con olado .................................................. 91
5. PROBLEMES TROBATS I SOLUCIONS ADOPTADES _____________________ 92
5.1. Desa iamen s ècnics en l’ús del Vi ual Vehicle Compose ................................. 92
5.1.1. P oblemes de compa ibili a o con igu ació ........................................................ 92
5.1.2. Limi acions en la pe sonali zació del model base ................................................ 93
5.2. Complexi a s en la in eg ació del con olado ...................................................... 93
5.2.1. Di icul a s en la sinc oni zació de senyals ............................................................ 94
5.2.2. Ajus amen dels pa àme es de l’algo i me ......................................................... 94
5.3. Op imi zació de la simulació .................................................................................. 95
5.4. Ap enen a ge ob ingu .......................................................................................... 96
6. ANÀLISI DE L’IMPACTE MEDIAMBIENTAL ____________________________ 97
6.1. Anàlisi de l’impac e ambien al de la eali zació del p ojec e ............................... 97
6.2. Anàlisi de l’impac e ambien al de la implemen ació del p ojec e ....................... 97
CONCLUSIONS ______________________________________________________ 99
ANÀLISI ECONÒMICA _______________________________________________ 101
BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________ 102
ANNEX A: CODI IMPLEMENTAT PEL MODEL DE VEHICLE DE QUATRE MOTORS
ELÈCTRICS INDEPENDENTS ______________________________________ 106

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
x
A1. Codi implemen a pe a les odes de l’eix an e io ............................................. 106
A2. Codi implemen a pe a les odes de l’eix pos e io ........................................... 110
ANNEX B: CODI IMPLEMENTAT PEL MODEL DE VEHICLE D’UN MOTOR ELÈCTRIC I
TRACCIÓ POSTERIOR ___________________________________________ 113
Memò ia
x i
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
17
1. In oducció
El desen olupamen dels sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics ha expe imen a un a enç
no able du an aques s da e s anys, p incipalmen degu a la necessi a de millo a la segu e a del
ehicle, així com la se a e iciència i sos enibili a de la mobili a ac ual. En e els sis emes del ehicle,
el con ol de acció desen olupa un eball onamen al, especialmen quan el ehicle ci cula en
condicions ad e ses, on el e eny po comp ome e l’adhe ència de les odes i, conseqüen men ,
l’es abili a del ehicle i la se a segu e a . Aques eball se cen a a dissenya i a alua un sis ema de
con ol de acció pe a un ehicle elèc ic mi jançan l’ús d’eines a ançades de simulació en MATLAB
i Simulink, amb l’objec iu d’op imi za el endimen del ehicle so a condicions especí iques
d’adhe ència.
1.1. Objec ius del eball
L’objec iu p incipal del p esen eball és dissenya , implemen a i a alua un sis ema de con ol de
acció pe a un ehicle elèc ic, conside an di e ses con igu acions del ehicle i escena is de p o a,
o plan ejan els següen s objec ius:
- Dissenya un con olado que sigui capaç de edui el pa ell aplica pel mo o o pels mo o s
quan es de ec a un lliscamen de les odes que supe a un llinda màxim p ede ini .
- A alua el endimen del con olado dissenya pe a di e ses con igu acions de ehicle.
- Simula els ehicles con igu a s so a di e en s escena is de p o a pensa s pe a alua de
mane a e ec i a el con ol de acció, i conseqüen men pe me en alida el compo amen
del sis ema.
- Compa a el compo amen dels models amb la p esència o absència d’un con ol de acció,
així com de la u ili zació d’un con ol escala o un ec o ial.
1.2. Abas del eball
Aques eball s’en oca exclusi amen en el disseny i a aluació d’un sis ema de con ol de acció pe
a ehicles elèc ics. Les simulacions es eali zen en l’en o n de MATLAB i Simulink, mi jançan l’ús de
l’aplicació Vi ual Vehicle Compose , implemen ada dins del p og ama, pe modela el ehicle i les
condicions d’ope ació. L’abas del eball inclou:
Memò ia
18
- La con igu ació i modi icació de models de ehicle amb di e ses a qui ec u es de p opulsió.
- Implemen ació d’un con olado basa en el lliscamen de les odes, conside an di e sos
llinda s p ede ini s.
- P o a els models amb el con ol implemen a en escena is que simulin condicions d’al a i
baixa adhe ència.
- Anali za les di e ències en el compo amen del ehicle amb con ol de acció i sense ell, així
com la di e ència de compo amen en e les es uc u es de p opulsió anali zades i la
compa ació en e eloci a s de espos a.
Aques documen no ecull la implemen ació de la ges ió d’ene gia necessà ia, amb la con igu ació
pe inen de les ba e ies, a l'ho a de eali za la enada egene a i a i el con ol del ehicle, així com
ampoc inclou el desen olupamen de l'equip ísic pe a la se a implemen ació en ehicles eals.
1.3. Jus i icació i impo ància del con ol de acció en ehicles elèc ics
El con ol de acció és un sis ema essencial pe ga an i la segu e a del endimen del ehicle,
sob e o en si uacions ad e ses als com supe ícies amb baixa adhe ència. En l’àmbi dels ehicles
elèc ics, aques con ol es o na enca a més impo an a causa de la g an capaci a de con ol dels
mo o s elèc ics en l’en ega del pa ell i el compo amen dinàmic del mo o , poden e i a lliscamen s
excessius amb un majo con ol espec e als ehicles de combus ió in e na.
Un sis ema de con ol de acció e icien pe me millo a l’es abili a dinàmica del ehicle, cosa que
pe me e i a acciden s degu s a la pè dua d’adhe ència de les odes, així com ga an i una majo
segu e a du an la conducció. La implemen ació d’aques sis ema en ehicles elèc ics és de g an
elle ància en el con ex ac ual, on la ansició cap a una elec i icació del pa c de ehicles i mi jans de
anspo exigeix solucions a ançades que maximi zin els a an a ges ecnològics en aques s ehicles.
1.4. Es uc u a del eball
El p esen documen s’o gani za al com es p esen a a con inuació:
1. In oducció.
2. Eines i me odologia.
3. Disseny i desen olupamen del con ol de acció.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
19
4. Resul a s i anàlisis.
5. P oblemes oba s i solucions adop ades.
6. Anàlisi de l’impac e mediambien al.
7. Conclusions.
8. Anàlisi econòmica.
9. Bibliog a ia.
10. Annexos.
Amb aques a es uc u a es busca o e i una isió o gani zada del p océs de disseny i a aluació del
sis ema de con ol de acció pe a ehicles elèc ics.

Memò ia
20
2. Eines i Me odologia
En aques apa a es desc iu an les p incipals eines emp ades en el desen olupamen del p ojec e, així
com la me odologia seguida pe a la se a implemen ació. S’anali za an els en o ns de p og amació i
simulació MATLAB i Simulink, es de alla à l’ús de l’aplicació Vi ual Vehicle Compose com a eina
especí ica pe a la modeli zació d’un ehicle, i s’explica à la me odologia emp ada pe aconsegui
adap a el model als equisi s del eball.
2.1. In oducció a MATLAB i Simulink
MATLAB és un en o n de p og amació d’al ni ell dissenya amb l’objec iu de acili a el càlcul numè ic,
així com l’anàlisi de dades i de isuali zació, especialmen ú il en p oblemes d’enginye ia i
ma emà iques aplicades on es eque eixi aplica càlculs complexos, p o o ips àpids i anàlisis
de allades. G àcies a la se a sin axi de llengua ge senzilla, o ien ada a ma ius i ec o s, així com a les
se es eines de isuali zació a ançades i a les biblio eques especiali zades de les quals disposa,
pe me en que MATLAB sigui una eina mol po en pe a la simulació de con ols de acció.
Simulink, el qual es oba in eg a dins de MATLAB, és una eina de modela ge i simulació basada en la
c eació de diag ames de blocs. El seu p incipal objec iu és ep esen a de mane a g à ica i isual
sis emes dinàmics, i pode -los simula pe obse a el seu compo amen al lla g del emps. Pe me
ep esen a sis emes complexos, simulan -los en emps con inu o disc e , ja que supo a simulacions
híb ides pe a models que combinen ambdues dinàmiques, ca ac e ís ica que es po oba en models
eals. A més, com es oba in eg a dins de l’en o n de MATLAB, é una g an quan i a de biblio eques
i aplicacions, i s’in eg a al comple amb MATLAB pe pode du a e me anàlisis complemen à ies.
La capaci a de MATLAB i Simulink de pode disposa dels models modi icables mi jançan un en o n
in uï iu, així com la in e acció de múl iples dominis, que pe me in eg a dins d’un ma eix model la
dinàmica mecànica i elèc ica d’un co xe, i la capaci a de de ini condicions ealis es que es poden
ap oxima a les eals, a més de la possibili a de eali za simulacions d’escena is en condicions
ex emes sense epe cu i eno memen en el cos de la in es igació, an que MATLAB i Simulink siguin
les eines ideals pe la eali zació d’una g an quan i a de p ojec es i in es igacions.
MATLAB i Simulink són eines essencials pe anali za i alida sis emes amb un g an ni ell de de all
con igu able, i g àcies a aques es pla a o mes enim la possibili a de dissenya i op imi za solucions
mi jançan simulacions abans d’implemen a -les ísicamen , així que el an un en o n excel·len pe a
la eali zació del p esen eball.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
21
2.2. Vi ual Vehicle Compose
El Vi ual Vehicle Compose és una eina de simulació de Ma hWo ks que pe me modela i anali za el
compo amen de ehicles en un en o n i ual. In eg ada amb MATLAB i Simulink, acili a i agili za la
simulació de condicions de conducció i l’a aluació de sis emes de con ol, p opo cionan una
pla a o ma a ançada pe al disseny i la in es igació.
2.2.1. Desc ipció gene al i uncionali a s
Tal com s’ha comen a an e io men , el Vi ual Vehicle Compose és una aplicació in eg ada dins de
l’en o n MATLAB/Simulink, que é com a p opòsi p incipal acili a el modela ge i la simulació de
ehicles en en o ns i uals, g àcies al e que pe me con igu a dins d’un en o n amigable com és
Simulink un ehicle basa en pa àme es especí ics, au oma i zan g an pa del p océs inicial de
disseny. És una eina mol elle an en l'anàlisi i el desen olupamen de ecnologies a ançades, als com
ehicles elèc ics o híb ids, així com la implemen ació de sis emes de con ol de la dinàmica d’un
ehicle.
Aques a aplicació pe me simpli ica la c eació de models dins de Simulink amb un en ocamen basa
en la sepa ació pe mòduls o subsis emes, la qual cosa pe me una pe sonali zació lexible i adap ada
a cada si uació.
Els objec ius p incipals d’aques a aplicació són:
- Facili a la con igu ació i en seu pos e io anàlisi de ehicles i sis emes de con ol, que pe me
e aluoses compa acions p è ies a la implemen ació d’aques s en p o o ips ísics.
- P opo ciona un en o n amigable on pode in eg a es a ègies de con ol, als com sis emes
d’assis ència al conduc o , conducció au ònoma o con ols de acció.
- Gene a un banc de p o es i ual on es poden anali za les dinàmiques eals del ehicle, on
es conside en ac o s com l’adhe ència de les odes i el can i de e eny du an la conducció.
El Vi ual Vehicle Compose pe me , pe an , ajuda en la implemen ació d’a enços en una àmplia
gamma d’aplicacions dins l’enginye ia ehicula , als com el disseny i a aluació de ehicles elèc ics, el
desen olupamen de sis emes de con ol als com con ols de acció i con ols d’es abili a , així com
l’anàlisi del compo amen dinàmic del ehicle da an de condicions ex emes, a més de pe me e
compa a dissenys de ehicle de p opulsió elèc ica, de combus ió in e na i híb ida.
El uncionamen bàsic d’aques a aplicació es basa en una p ime a selecció dels pa àme es inicials del
model. Dins d’aques p ime pas, podem selecciona quin ipus de ehicle es gene a à, que podem
Memò ia
22
escolli en e una mo ocicle a o un co xe. Seguidamen , escolli em l’en o n de eball en el qual es
gene a à el model del ehicle, que po se Simulink o Simscape.
Seguidamen , podem escolli el ipus de p opulsió del ehicle, que po se la d’un ehicle amb un mo o
de combus ió in e na, un ehicle elèc ic amb 1, 2, 3 o 4 mo o s, poden combina mo o pe eix o
mo o pe oda, o un ehicle híb id, an mul imode (amb sigles MM en anglès) com de sepa ació de
la po ència d’en ada (amb sigles IPS en anglès). Pe a les mo ocicle es, podem escolli en e la
p opulsió elèc ica o de combus ió, ambdues amb ansmissió pe cadena.
Un cop escolli el ipus de ehicle, podem selecciona quin compo amen dinàmic old em modeli za ,
que po se longi udinal o una combinació de longi udinal i la e al pel cas del co xe, i pel cas de la
mo ocicle a podem selecciona en e l'anàlisi de compo amen dinàmic en un sol pla (longi udinal) o
una dinàmica anomenada “ o a del pla” (Ou -o - ame en anglès), que combina longi udinal i la e al.
A con inuació es p esen a un esquema de ipus a b e sob e les possibili a s de con igu ació inicial, al
com es po eu e a la igu a 2.1.
Figu a 2.1. Esquema ipus a b e de la con igu ació inicial del Vi ual Vehicle Compose .
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
23
Finalmen , escollim on es gua da à el p ojec e, el nom d’aques i el ca àleg que u ili za MATLAB pe
gene a el model. Un cop selecciona el model desi ja , podem con i ma la con igu ació inicial, i passa
a la calib ació del ehicle.
P ime amen comen an la calib ació del co xe, podem escolli en e una g an quan i a d’opcions. La
p ime a que podem selecciona és el “Body and F ame”, que de e mina à els g aus de llibe a del
model gene a , al com es po obse a a la igu a 2.2. Seguidamen , podem escolli el sis ema de
di ecció, que ens pe me à eali za escenes p ede inides amb unes ce es consignes d’accele ació,
enada i gi .
Figu a 2.2. Selecció del “Body and F ame” del ehicle.
Desp és ens pe me selecciona l’esquema de suspensions, an del en da an e com del en
pos e io del ehicle, així com el model de neumà ic del ehicle, del qual depend à els g aus de llibe a
d'aques , i el ipus de enada que ind à el ehicle, a més de l’es a ègia de enada i con ol del ehicle,
poden inco po a -hi un sis ema ABS.
Pos e io men , podem selecciona quin ipus de mo o de combus ió ind em en el model (en cas de
eni -lo), poden escolli els ja p ede ini s o p oposa una co ba de compo amen no a.
Addicionalmen , podem selecciona la cen ale a de con ol de la p opulsió, així com el con e ido CC-
CC, l’emmaga zema ge d’ene gia i el mo o elèc ic que s’aplica à al model, si escau, així com el sis ema
de con ol è mic del ehicle, el ipus de acció i la ansmissió que ind à el co xe, inclosa la caixa de
can is i els di e encials, si escau, així com el con ol d’aques s. Finalmen , si el ehicle disposa de
emolc, el podem de ini , així com les condicions ambien als a les quals es a à so mès el ehicle.
En cas de selecciona la mo ocicle a en comp es del co xe, la calib ació és lleuge amen di e en . A més
dels g aus de llibe a comen a s an e io men , podem escolli si la mo ocicle a po gi a el manilla o
no, així com l’esmo imen d’aques manilla . També podem selecciona an l’esquema de
Memò ia
30
Aques bloc pe me de ini una supe ície amb una posició i dimensions pe sonali zades, d’un
coe icien de lliscamen lambda pe sonali za . Pe an , desp és de de ini que la zona amb baixa
adhe ència comenci als 100 me es, i ingui un coe icien de icció de 0.3, es egem el model pe
obse a el compo amen del ehicle. Es po obse a una disminució del pa ell quan el co xe en a
en la zona de baixa adhe ència, pe ò no es po quan i ica aques a di e ència. Pe pode obse a en
un g à ic aques es magni uds, cal en a al subsis ema “VCU Inpu ” dins de “Con olle s”, i modi ica el
Bus selec o de “Cn lRx”, que és el que con é o s els senyals del lliscamen de les odes, que dins del
model p enen el nom de “Kappa”, i es an ec o i za s pe eixos. Un cop a egi s els senyals de lliscamen
de les odes sepa ades en els dos eixos, cal a egi addicionalmen un “Demux” a cada un dels dos
senyals pe pode ob eni els senyals ec o ials d’una dimensió, sepa a s pe oda. Pe sabe l’o d e en
el qual es an els senyals cal en a dins del subsis ema “En i omen ”, conc e amen al subsis ema
“G ound Feedback”, on podem obse a com l’o d e en el qual es oba el ec o “mu” (que és el que
de ini à el senyal Kappa de les odes) és {FL, FR, RL, RR}, e e in -se p ime a la oda on al esque a,
seguidamen a la on al d e a, desp és a la pos e io esque a i inalmen a la pos e io d e a (F on
Le , F on Righ , Rea Le , Rea Righ ). Aques és l’o d e amb el qual el model emmaga zema els
senyals que enen qua e magni uds, als com els pa ells, els lliscamen s o les eloci a s dels mo o s.
Així que podem anomena els qua e senyals Kappa com a Kappa1, Kappa2, Kappa3 i Kappa4, ja que si
els anomenem, amb les sigles de la oda a la qual pe anyen desp és ens dona à e o s pe eni el
ma eix nom en dos senyals. Pe eu e aques s qua e senyals del subsis ema “VCU Inpu ” pe ò, cal
adjun a ambé el bloc “Ra e T ansi ions”, al com es p esen a a la igu a 2.10, bloc que pe me
ans e i in o mació modi ican la eloci a de ans e ència. Aques bloc és c ucial, ja que la eloci a
del con olado la pod em con ola , pe ò la eloci a a la qual les odes apo en el senyal és
desconeguda, així que adjun an aques senyal e i a em p oblemes u u s.
Figu a 2.10. Senyals “Kappa” de les qua e odes dins del “VCU Inpu ”.

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
31
Un cop els senyals su en del subsis ema “VCU Inpu ”, ja poden en a al subsis ema a iable “Vehicle
Con ol Uni (VCU)”. Pe en a senyals dins d’aques ipus de subsis ema cal que dins de la a ian
escollida hi hagi una en ada amb el ma eix nom i ma eixes dimensions [12]. Di això, en em dins del
subsis ema “To que Vec o ing”, que és el subsis ema que é la so ida del pa ell dels mo o s
indi idualmen . Aques subsis ema ha passa a se un subsis ema disc e , in o mació elle an que es
comen a a con inuació.
Du an les modi icacions del model gene a pel Vi ual Vehicle Compose , ambé ha sigu necessa i
eali za modi icacions especí iques elacionades al emps de la simulació del model i a la na u alesa
dels subsis emes. Pe de ec e, el model es à con igu a pe execu a -se amb el “Sol e ” Va iable-s ep.
Pe ò el model modi ica combina subsis emes con inus i subsis emes disc e s, al com s’ha comen a
an e io men , combinació que no és compa ible amb una execució de emps a iable, ja que dona ia
e o s de simulació i ines abili a s numè iques. La solució és implemen a un “Sol e ” de emps ix
(Fixed Time), i, desp és de du a e me unes p o es, la conclusió a la qual hem a iba és que el millo
pas de simulació és de 0,001 segons, és a di , 1 mil·lisegon, ja que amb un in e al de emps més g an
el model subes ima can is c í ics, en que no cap u i de mane a co ec a l’inici de lliscamen excessiu,
i amb un in e al de simulació més pe i la cà ega compu acional s’inc emen a a excessi amen en
compa ació al guany de p ecisió, pe an , 1 mil·lisegon és el emps escolli pe al “Sol e ” de emps ix.
Amb aques es modi icacions ja disposem del model p epa a pe modi ica el coe icien de lliscamen
de mane a senzilla i aplica un con ol de acció basa en el lliscamen de les odes.
2.3. Me odologia de desen olupamen
El plan ejamen del con ol de acció del p esen eball é com a objec iu ges iona la pè dua de
acció que pa eixen les odes quan el coe icien de lliscamen del e a can ia, pe al de man eni
l’es abili a i segu e a del ehicle.
2.3.1. Plan ejamen del p oblema del con ol de acció
El con ol de acció que implemen em en el p esen eball abo da una de les p oblemà iques més
c í iques en la dinàmica d’un ehicle: la pè dua de acció en les odes. Aques p oblema apa eix quan
el coe icien de icció de la supe ície del e a pe on ci cula el ehicle can ia ab up amen , la qual
cosa po gene a un lliscamen excessiu en una o més odes, comp ome en l’es abili a i el con ol del
ehicle. La pè dua de acció s’o igina quan el pa ell aplica pel mo o a la oda excedeix el lími
d’adhe ència del e a, que depèn de les ca ac e ís iques d’aques i po a ia signi ica i amen en e
Memò ia
32
di e en s ipus de supe ície. Quan una oda pe d acció, la se a eloci a angula es des incula de la
eloci a eal del ehicle, al com es po mesu a mi jançan el coe icien de lliscamen de la oda, i o
obse an la igu a 2.11. Si aques coe icien supe a el llinda c í ic, es conside a que la oda es à en
lliscamen excessiu, la qual cosa compo a una pè dua d’es abili a longi udinal, ja que el ehicle pe d
la capaci a de acció, eduin l’accele ació del ma eix o la se a enada e ec i a, i una pè dua en
l’es abili a di eccional, ja que el ehicle pe d la capaci a de eacciona en co bes o maniob es
d’eme gència. Podem obse a aques compo amen a la igu a mencionada an e io men , on es po
eu e com al cap de 9,13 segons el lliscamen de la oda augmen a, així com la eloci a angula
d’aques a, men e que l’augmen de eloci a del ehicle es eu eduï .
Figu a 2.11. Veloci a angula ( ad/s) i coe icien de lliscamen d’una oda en e s la eloci a eal del ehicle
(m/s).
L’objec iu del con ol de acció és e i a o minimi za aques es pè dues de acció mi jançan la
egulació ac i a del pa ell mo o aplica a les odes. Pe aconsegui -ho, cal e i ica l’es a de les odes,
amb l’objec iu de sabe el coe icien de lliscamen de cadascuna d’elles en emps eal, i, quan alguna
d’elles supe i el llinda màxim de lliscamen p ede ini , el sis ema edui à el pa ell mo o aplica a cada
oda pe què aques a ecupe i l’adhe ència, i ha de se capaç d’adap a -se a can is sob a s en el
coe icien de icció del e a.
Aques plan ejamen no només é una impo ància p àc ica en escena is eals, als com ca e e es
d’al a mun anya o supe ícies amb lliscamen ele a , sinó que ambé pe me alida es a ègies
a ançades de con ol en ehicles elèc ics, que pa eixen de l’a an a ge de disposa un mo o
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
33
independen pe a cada oda. La solució p oposada busca millo a la segu e a del ehicle i
l’expe iència de conducció, buscan e i a possibles acciden s i e i an pè dues de con ol del co xe.
2.3.2. Es a ègies pe a la simulació d’escena is eals
Amb l’objec iu d’anali za el compo amen del model da an d’escena is ealis es de pè dua de
acció, hem de ini dues ansicions de supe ície que es pod ien dona a la ida eal, en les quals el
ehicle a on a can is b uscs d’adhe ència a les odes. Aques es ansicions ab up es pe me an
a alua l’e icàcia del con ol de acció implemen a da an de di e en s ni ells d’exigència
d’es abili a .
El p ime escena i que hem plan eja és una ansició d’as al sec a as al mulla . Aques a si uació
ep esen a una condició mode ada de pè dua d’adhe ència, mol comuna en dies de pluja, on el
coe icien de lliscamen es edueix signi ica i amen g àcies a la p esència d’aigua sob e la supe ície
de l’as al . Pe a la eali zació de la simulació, hem ixa el coe icien de l’as al sec a 1, i hem es able
com a coe icien de l’as al mulla 0,5 [40]. Aques escena i, el qual es po oba en la so ida de
qualse ol únel men e plou, on l’in e io el oba sec i l’ex e io mulla , se à ela i amen senzill de
con ola , ja que pè dua de acció és ela i amen g adual, la qual cosa pe me que el con ol de
acció pugui eacciona de mane a p og essi a, poden es abili za el ehicle sense la necessi a de
eali za ajus amen s d às ics en el pa ell de les odes.
El segon escena i que plan egem se à una ansició mol més exigen pe al con ol de acció, ja que
el ehicle passa à d’as al sec a gel compac e. Aques a si uació simula un can i ex em en les condicions
de la supe ície pe la qual ci cula el ehicle, com pod ia succei en passa d’una ca e e a ne a i seca a
una secció de la ma eixa cobe a de gel. Aques a és una si uació possible en ca e e es d’al a
mun anya, on g àcies a les baixes empe a u es i a la p esència d’omb es en ce es seccions podem
a iba a obse a una ansició així d’ab up a del coe icien de lliscamen de la supe ície en la qual
ci cula el ehicle. En aques cas, el coe icien de l’as al sec és d'1, igual que en l’an e io escena i, pe ò
el de gel compac e es edueix conside ablemen a 0,3 [40]. Aques can i, mol més ab up e que
l’an e io , p esen a una p oblemà ica mol majo pel sis ema del con ol de acció, ja que eque i à
una espos a àpida i p ecisa pe e i a un lliscamen excessiu, i així no pe d e acció de mane a
signi ica i a.
Finalmen , el e ce escena i que hem de ini busca anali za una si uació més complexa i
ep esen a i a en condicions eals de conducció. En aques cas, el can i de supe ície no a ec a a o es
les odes pe igual, sinó que plan egem una ansició on només les odes del cos a d e del ehicle
oben una placa de gel, men e que les odes del cos a esque e del ma eix es man ind an en as al
sec. La simulació d’aques escena i p esen a una p oblemà ica conside able pe al sis ema de con ol
de acció, ja que no únicamen hau à de ges iona la pè dua d’adhe ència en les odes a ec ades pe
Memò ia
34
la placa de gel, sinó que ambé hau à de ga an i que el ehicle segueixi la se a ajec ò ia, e i an
des iacions, ja que el desequilib i en condicions de acció en e odes del ma eix eix gene a o ces
asimè iques, les quals poden gene a momen s de gi en el ehicle no desi ja s. Pe an , aques
escena i no només a alua la capaci a del con ol de acció de ges iona el pa ell mo o de mane a
indi idual a cada oda, sinó que ambé posa a p o a l’es abili a del con ol pe con a es a possibles
des iacions. Tal com s’ha comen a an e io men , el coe icien de l’as al sec es ixa a 1, men e que el
coe icien del gel compac e és de 0,3.
To s es escena is o e eixen di e en s pun s d’anàlisi del endimen del sis ema: men e que el p ime
cas a alua la capaci a del con olado de esold e pè dues de acció mode ades, el segon poa a p o a
la se a obus esa da an de condicions de acció ex emes, i el e ce pe me a alua l’es abili a del
co xe da an de desequilib is en les condicions de acció de les odes d’un ma eix eix, comp o an
l’es abili a d’aques . Aques es ansicions son clau pe alida el disseny del con ol de acció i
l’e icàcia de la se a capaci a de espos a da an de can is en les condicions del e a, ga an in la
segu e a i es abili a del ehicle en una àmplia gamma d’escena is.
2.3.3. Eines i ecu sos addicionals u ili za s
Du an la eali zació del p esen eball ha sigu onamen al complemen a els coneixemen s adqui i s
amb eines i ecu sos addicionals que ens p opo cionin una majo comp ensió de l’en o n de simulació
u ili za i les uncionali a s especí iques del Vi ual Vehicle Compose . Aques apa a p e én desc iu e
els ecu sos consul a s i com aques s han con ibuï a la p og essió del p ojec e.
Una de les on s d’in o mació p imo dials d’in o mació ha sigu la documen ació o icial p opo cionada
pe Ma hWo ks, disponible a a és del seu lloc web o icial. Aques a documen ació inclou manuals
ècnics, u o ials i guies de allades que expliquen les uncionali a s del Vi ual Vehicle Compose , la
se a in eg ació amb Simulink i escena is p àc ics on anali za models ehicula s complexes. Uns dels
apa a s consul a s més elle an s són la in o mació elacionada amb la selecció de les dinàmiques
ehicula s, així com guies sob e la c eació i con igu ació de subsis emes a iables, la depu ació de
p oblemes elaciona s amb la simulació i la elació en e els blocs, i ambé les consul es sob e les odes
“Magic Fo mula”, que inclou el modela ge de la dinàmica de les o ces de acció que ac uen sob e
cada oda del ehicle. La documen ació o icial no només ha sigu una e e ència ècnica indispensable,
sinó que ambé ens ha pe mès explo a con igu acions a ançades i al e na i es que han en iqui el
desen olupamen del model.
El lloc web de Ma hWo ks ens ha pe mès accedi a con ingu addicional, al com ò ums d’usua is i
comuni a s d’usua is en línia on es discu eixen p oblemes comuns i solucions p àc iques, que a se de
g an ajuda pe la esolució d’incon enien s especí ics amb el Vi ual Vehicle Compose , així com la
consul a de ecu sos d’ap enen a ge in e ac ius de MATLAB i, més conc e amen , de Simulink, als com
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
35
cu sos in oduc o is o la modi icació d’elemen s especí ics del model. Dona que la “ oolbox” Vi ual
Vehicle Compose és ela i amen no a i ac ualmen no es oba p ou ben documen ada, hem hagu
de ecó e a aques es pla a o mes amb eqüència pe aconsegui esold e dub es, així com escla i
ce es uncionali a s a ançades d’aques a eina.
La u ili zació d’aques es eines i ecu sos ha sigu onamen al pe supe a les p oblemà iques ècniques
que han ana so gin du an el desen olupamen del p esen p ojec e. La documen ació comen ada
an e io men ens ha apo a el coneixemen necessa i pe con igu a i ope a el model de simulació,
així com la esolució de p oblemes especí ics de con igu ació i simulació, pe me en , a més d’una
implemen ació més e icien , amplia la comp ensió i capaci a s a ançades de MATLAB i Simulink.

Memò ia
36
3. Disseny i Desen olupamen del Con ol de T acció
L’objec iu d’aques apa a és p esen a com s’ha dissenya i desen olupa el con ol de acció, o
comen an els c i e is segui s, així com la se a implemen ació dins de l’en o n de MATLAB i Simulink i
les p o es p elimina s pe comp o a el seu co ec e uncionamen .
3.1. Anàlisis de les condicions de lliscamen
A con inuació es p esen a l’es a ègia seguida pe anali za les condicions de lliscamen del ehicle i les
ó mules que egeixen aques es condicions, així com els llinda s pe mesos del con ol de acció i els
c i e is d’ac i ació.
3.1.1. Iden i icació del lliscamen de les odes
La iden i icació del lliscamen a les odes és un aspec e onamen al del con ol de acció desen olupa
en el p esen eball. Aques apa a abo da les equacions que modelen el lliscamen , an longi udinal
com la e al, de les odes Magic Fo mula [6].
P ime amen ac an el lliscamen longi udinal, e de ini pe la següen exp essió:
𝜿 = −𝑽𝒔𝒙 𝑽𝒄𝒙
⁄
(Eq. 3.1)
On:
- κ és el lliscamen longi udinal.
- Vsx és la eloci a de lliscamen en la di ecció longi udinal.
- Vcx és la eloci a de ca e a longi udinal de la oda.
Aques a exp essió elaciona la eloci a de lliscamen de la oda en la di ecció longi udinal amb la
eloci a de ca e a de la oda en la di ecció longi udinal. Un alo de κ posi iu implica que la oda gi a
més àpidamen del que a ança en el pla, indican un sob elliscamen , ípic d’accele acions sob ades
on la oda gi a sob e si ma eixa sense acciona . Pe con apa , un alo de κ nega iu indica que la
oda gi a a meno eloci a de la qual a ança en el pla, ep esen an que aques a es oba bloquejada,
si uació ípica en enades in enses.
El lliscamen la e al e de ini pe la següen ó mula:
𝐭𝐚𝐧⁡(𝜶) = −𝑽𝒔𝒚 𝑽𝒄𝒙
⁄
(Eq. 3.2)
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
37
On:
- an(α) és el lliscamen la e al, de ini pe l’angle α.
- Vcy és la eloci a la e al del cen e de con ac e de la oda.
L’angle de lliscamen α desc iu l’angle en e la di ecció d’a anç de la oda i la se a di ecció e ec i a de
mo imen a causa de les o ces la e als que ac uen sob e ella. Un majo angle α indica un majo
lliscamen la e al, compo an una majo p obabili a de pè dua d’adhe ència la e al de la oda.
3.1.2. Llinda s pe mesos i c i e is d’ac i ació
El con ol de acció es dissenya pensan a man eni el “slip” de la oda (o “Kappa”) pe so a d’un llinda
que ga an eixi el màxim coe icien de icció sense pe d e es abili a . D’aco d amb [6], el model “Magic
Fo mula” mos a que, pe a supe ícies de baixa adhe ència, als com el gel compac e, el pic del
coe icien de icció es oba en un ang de lliscamen d’en e el 2,5% i el 5%, més enllà d’aques pun
el coe icien de icció comença a decau e, indican que la oda es oba en una ase de lliscamen
excessiu.
Pe an , pe a la eali zació del con ol de acció, op em pe selecciona com a llinda màxim de
lliscamen el 2,5%, és a di , 0,025, ja que és el alo mínim dins d’aques ang de lliscamen màxim,
sen aques alo el més conse ado . Un con ol de acció amb un llinda de 0,025 ind à una espos a
més àpida, ja que el lliscamen es de ec a à abans, cosa que pe me que el sis ema pugui edui el
pa ell aplica del mo o amb més an elació, minimi zan el isc de lliscamen p olonga , a més de
p opo ciona un ma ge de lliscamen addicional en condicions de baixa adhe ència pe e i a pics de
lliscamen , cosa que pe me man eni l’es abili a del ehicle, ja que aques in en a à edui el
lliscamen , pe ò men e ho es à in en an , el lliscamen segui à augmen an .
3.2. Disseny del con olado
El con olado desen olupa é com a objec iu maximi za l’adhe ència de les odes en o es les
condicions possibles. Aques sis ema de acció és c ucial pe e i a pè dues de acció, i així ga an i
una es abili a i e iciència en el ehicle. Pe aconsegui -ho, basa el con ol en la modulació del pa ell
mo o aplica a cada oda, ajus an aques de mane a dinàmica a pa i de les condicions d’adhe ència
de la supe ície.
El disseny del con olado inclou una es a ègia de educció del pa ell pe e i a lliscamen s excessius,
així com la implemen ació d’una enada egene a i a en cas de eni un pa ell de consigna igual a ze o.
Memò ia
38
Pe a ambdues es a ègies es eque eix un algo i me adap a iu amb e oalimen ació, que u ili za el
pa ell an e io com a e e ència.
3.2.1. Es a ègia de con ol del pa ell mo o
Hi ha dues aplicacions de con ol del pa ell dins del con olado . La p ime a és el con ol de acció,
que s’aplica à semp e que el pa ell de consigna sigui supe io a ze o, men e que la segona consis eix
en una enada egene a i a, la qual en a à en uncionamen quan el pa ell de consigna sigui igual a
ze o. Aques a enada egene a i a només s’aplica al ehicle de qua e mo o s elèc ics independen s,
ja que a causa de l’a qui ec u a del model d’un mo o , amb la p esència d’un di e encial pe ansme e
el pa ell a les odes de l’eix pos e io , esul a in iable implemen a -li una enada egene a i a.
Comen an p ime amen el con ol de acció, quan el lliscamen de les odes supe i un alo màxim
pe mès MAX_SLIP, el con olado aplica una es a ègia de educció del pa ell mo o pe a les dues
odes del ma eix eix, amb l’objec iu de e que les odes o nin a eni l’adhe ència òp ima. Pe
aconsegui aques compo amen , el con olado segueix di e sos passos.
El p ime d’ells és calcula el lliscamen màxim de cada eix, compa an el lliscamen de les dues odes
de cadascun d’ells, ob enin el SLR. El alo màxim ob ingu es il a en cas de se meno a 0,04, amb
l’objec iu de sua i za la espos a, u ili zan un ac o de sua i za “alpha” ajus able, ob enin el
SLR_ il e ed. Seguidamen , el con olado modula el pa ell de cada mo o a pa i del lliscamen il a
ob ingu . En cas que aques supe i la segona zona de lliscamen de inida, que co espon a un lliscamen
de 0,11, s’aplica una educció signi ica i a del pa ell (co ec ion = 0,9), buscan e i a que el lliscamen
s’inc emen i de mane a descon olada. Si el lliscamen il a és meno que aques a segona zona, pe ò
supe io al MAX_SLIP, el con olado aplica una educció del pa ell més mode ada (co ec ion = 0,08),
buscan man eni un equilib i en e acció i es abili a en el ehicle. En cas que el lliscamen il a sigui
meno al MAX_SLIP, el pa ell s’inc emen a lleuge amen (co ec ion = 0,2), buscan maximi za
l’adhe ència disponible. Finalmen , el pa ell ajus a es limi a pe al que no sigui in e io a ze o, amb
l’objec iu d’e i a que el mo o en egui un pa ell nega iu que pugui gene a ines abili a s en el ehicle.
A a explican la enada egene a i a, l’es a ègia de con ol és simila al con ol de acció, pe ò
aques a es a ègia s’ac i a quan el pa ell de consigna sigui igual a ze o i la eloci a del ehicle ingui
un alo posi iu. En cas que es compleixin ambdues condicions, es o na a calcula el lliscamen en e
les dues odes del ma eix eix, aques cop escollin el lliscamen mínim, ja que eballem en enada i
seguidamen el alo ob ingu es il a en cas de se majo a -0,04 u ili zan el ma eix ac o sua i zan
“alpha” comen a an e io men . A con inuació el con olado modula el pa ell aplica a les odes a
pa i del lliscamen il a calcula . Si aques és meno a la segona zona de lliscamen p ede inida, que
en cas de la enada egene a i a és de -0,2, s’aplica una co ecció del pa ell signi ica i a (co ec ion =
0,9). Si, en can i, és únicamen meno a la p ime a zona de lliscamen p ede inida, que és de -0,075,
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
39
s’aplica una co ecció de pa ell mode ada (co ec ion = 0,08). En cas que el lliscamen no sigui in e io
a cap dels dos lliscamen s p ede ini s, s’aplica una co ecció nega i a pe o na a edui el pa ell ins a
a iba al alo on o na a llisca la oda (co ec ion = -2). En cas que la eloci a del ehicle sigui ze o o
nega i a, i la consigna de pa ell sigui de ze o, el pa ell esul an se à de ze o. Aques s són els alo s del
con ol de acció de l’eix pos e io . Cal ecalca que aques p ojec e no se cen a en la ges ió d’ene gia
del ehicle elèc ic, negligin la egene ació d’ene gia ob inguda en u ili za els mo o s elèc ics pe
ena el ehicle.
Finalmen , es p esen a mi jançan la aula 3.1, o es les zones de inides i l’es a ègia de con ol que se
segueix a cadascuna d’elles pe a cada eix.
Taula 3.1. Zones de inides del con ol de acció i es a ègia de con ol seguida pe a cada zona.
TRACCIÓ DAVANTERA
TRACCIÓ POSTERIOR
Acció del
ehicle
Veloci a
Pa ell de
consigna
Lliscamen
Es a ègia de
con ol
Lliscamen
Es a ègia de
con ol
Con ol de
acció
+
+
≥ 0,11
Co ec ion = 0,9
≥ 0,11
Co ec ion = 0,9
+
+
≥ 0,025
Co ec ion = 0,08
≥ 0,025
Co ec ion = 0,08
+
+
≤ 0,04
Fil a ge alpha
≤ 0,04
Fil a ge alpha
F enada
egene a i a
+
0
≤ -0,2
Co ec ion = 1
≤ -0,33
Co ec ion = 2
+
0
≤ -0,075
Co ec ion = 0,08
≤ -0,075
Co ec ion = 1
+
0
≥ -0,04
Fil a ge alpha
≥ -0,04
Fil a ge alpha
0 o nega i a
0
-
-
-
-
El disseny del con olado s’ha basa en la necessi a d’a iba a un equilib i en e acció i es abili a ,
buscan e i a la pè dua d’adhe ència de les odes en si uacions c í iques. L’opció escollida ha sigu
es abli un llinda màxim de lliscamen pe mès i un llinda màxim de lliscamen de segu e a
con igu ables, així com l’addició de c i e is d’ac i ació adap a ius, ja que ens pe me disposa de g an
lexibili a de con igu ació da an de di e en s supe ícies, així com l’inc emen de l’es abili a del
ehicle en disposa d’una compa ació di ec a en e el lliscamen de les odes i els llinda s p ede ini s.
Du an el desen olupamen del con olado es an conside a al e na i es de disseny, cadascuna
d’elles amb els seus a an a ges i incon enien s espec ius.
Una de les al e na i es e a un con ol de acció basa en la o ça de acció de cada oda en comp es
del lliscamen , pe ò hi hau ia un inc emen conside able en la complexi a compu acional i el cos
d’implemen ació del con ol de acció, així que, o i disposa d’una al a p ecisió en la de ecció de
pè dues de acció, conside em que el disseny se ia excessiu pel ni ell de de all eque i en el p ojec e.
També es a conside a implemen a un con olado PID que pogués egula el lliscamen ajus an el
pa ell en unció del coe icien de lliscamen de ec a i el desi ja , pe ò al inal no es a i a enda an
Memò ia
46
Figu a 3.4. T ajec ò ia del ehicle pe a les p o es inicials.
Podem obse a com el g à ic p esen a mos a que el ehicle segueix una ajec ò ia en línia ec a
du an o a la simulació, indican , pe an , un con ol adequa de la di ecció del ehicle i la se a
es abili a . Podem con i ma que les o ces la e als i les di e ències en la acció no a ec en de mane a
signi ica i a al mo imen del ehicle du an aques es p o es p elimina s. P esen em o seguidamen
els g à ics co esponen s al pa ell aplica i al lliscamen de les odes del en an e io , co esponen a
la igu a 3.5.

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
47
Figu a 3.5. Pa ells (N/m) i lliscamen s de les odes del en an e io pe a les p o es inicials.
A la igu a 3.5 es p esen en el lliscamen i els pa ells aplica s a les odes del da an du an els 60 segons
de simulació. Es po obse a com el lliscamen en els ins an s inicials d’accele ació és baix i uni o me,
al com s’espe a d’una supe ície d’al a adhe ència com l’as al sec. Al cap de 20 segons podem
obse a una educció signi ica i a del pa ell, deguda a la modi icació de la consigna, que compo a
una educció en el lliscamen de les odes. Finalmen , podem obse a com du an els úl ims 20 segons
el sis ema aplica un pa ell nega iu pe eali za una enada egene a i a, p o ocan que el lliscamen
de les odes sigui ambé nega iu, pe ò en o momen el ehicle es man é es able i amb el
compo amen espe a . A con inuació es mos en, a la igu a 3.6, els pa ells i lliscamen de les odes
del da e e.
Memò ia
48
Figu a 3.6. Pa ells (N/m) i lliscamen s de les odes del en pos e io pe a les p o es inicials.
El compo amen de les odes del en pos e io és mol simila a les odes del en an e io . Podem
obse a una educció signi ica i a del lliscamen de les odes al segon 20, ocasionada pe la educció
del pa ell aplica a aques es. Al segon 40 podem obse a com el ehicle aplica la enada egene a i a,
i el sis ema dis ibueix co ec amen el pa ell nega iu a les odes del da e e al com podíem espe a .
Podem obse a com el compo amen del ehicle és el desi ja , ja que aques espon co ec amen a
les consignes del conduc o , ges ionan i aplican de mane a adequada an el con ol de acció com
la enada egene a i a. D’aques a mane a es poden plan eja escena is més complexos, amb
si uacions més ealis es, pe a alua el compo amen del ehicle da an de p o es més exigen s.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
49
4. Resul a s i Anàlisis
En aques apa a es plan egen an els escena is com els ehicles de p o a, així com les con igu acions
eali zades pe a les se es simulacions, i pos e io men s’anali zen les p o es eali zades pe es eja el
con ol de acció del ehicle.
4.1. Escena is de p o a
Pe a alua el endimen del sis ema del con ol de acció s’han dissenya di e en s escena is amb
l’objec iu de simula si uacions eals on es poden p odui can is signi ica ius en les condicions
d’adhe ència del ehicle. Les modi icacions eali zades s’han implemen a ajus an el bloc “Road T ack
F ic ion” en el model de Simulink, dins del sis ema “En i omen ”, ja que aques bloc ens pe me de ini
les condicions de la supe ície pe la qual ci cula el ehicle, deixan -nos modi ica el coe icien de
lliscamen del e a, pe a simula de mane a p ecisa els escena is plan eja s.
4.1.1. Condicions d’al a adhe ència
L’objec iu d’aques p ime escena i és simula el pas del ehicle d’as al sec a as al mulla . Inicialmen ,
el ehicle ci cula à pe sob e d’as al sec, que é un coe icien de lliscamen d'1, com pod ia se el de
l’in e io d’un únel, i de mane a sob ada el coe icien de lliscamen es edui à a 0,5 [40] pe a les
qua e odes, simulan que el ehicle en a en con ac e amb as al mulla , que pod ia se l’ex e io del
únel amb pluja in ensa.
Pe con igu a l’escena i s’ha modi ica el bloc “Road T ack F ic ion”, modi ican la “lamda_ ”, e e en
al coe icien de lliscamen de la zona addicional, així com les dimensions i posició de la zona
mencionada, si uan -la als 100 me es de l’inici del eco egu , i a 10 me es pe l’esque a de la posició
del co xe, que pa eix de la posició inicial d’ambdós eixos, X i Y. A con inuació, a la igu a 4.1, es
p esen a el bloc amb els pa àme es modi ica s pe a aques p ime escena i.
Memò ia
50
Figu a 4.1. Pa àme es del “Road T ack F ic ion” pe al p ime escena i de les simulacions.
L’objec iu d’aques p ime escena i és a alua com el con ol de acció de ec a i ges iona una pè dua
d’adhe ència gene ali zada, o i que no ele ada, així com la se a capaci a de man eni una es abili a
en el ehicle i e i a lliscamen s excessius.
4.1.2. Can is b uscs en el coe icien de icció
A con inuació, aques segon escena i p e én simula a o es les odes el pas d’as al sec a una supe ície
cobe a pe gel compac e, que é un coe icien de lliscamen de 0,3 [40], buscan simula una si uació
p obable en un po de mun anya, on les condicions a l’hi e n pode se ad e ses, i sob e o al ma í no
és es any oba plaques de gel que ocupen o a l’amplada de la calçada.
El “Road T ack F ic ion” s’ha modi ica , pe an , can ian el coe icien de lliscamen de la supe ície a
ac a , passan aques coe icien a 0,3, al com es po eu e a la igu a 4.2.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
51
Figu a 4.2. Pa àme es del “Road T ack F ic ion” pe al segon escena i de les simulacions.
Aques segon escena i busca a alua la capaci a del sis ema de con ol de acció d’adap a -se de
mane a àpida i e ec i a a una pè dua ex ema d’adhe ència de les odes, així com busca p e eni
lliscamen s excessius i pè dues de con ol quan el ehicle en a en la supe ície de gel.
4.1.3. Supe ícies mix es (coe icien di e en pe oda)
Finalmen , se simula una si uació en què només les odes d’un dels dos cos a s del ehicle pa eixen
modi icacions en el coe icien de lliscamen . Pe a aques escena i, només les odes co esponen s al
cos a d e del ehicle passa an de ci cula pe as al sec a oba -se sob e gel compac e, men e que
les odes del cos a esque e del ehicle es man ind an en as al sec, ep esen an condicions
d’adhe ència desiguals ípiques de supe ícies mix es als com o es de ca e e es de mun anya a
l’hi e n, on la placa de gel po oba -se només a una pa de la calçada.

Memò ia
52
Pe aconsegui aques escena i dons del model, cal modi ica la posició en la qual es oba la zona de
baixa adhe ència, en que aques a es obi a y=0, igual que el co xe, pe al que només quedi a ec a
pel gel el cos a d e del ehicle, al com es po eu e a la igu a 4.3.
Figu a 4.3. Pa àme es del “Road T ack F ic ion” pe al e ce escena i de les simulacions.
Aques e ce escena i és c ucial pe a alua la capaci a de ges ió del con ol de acció de o ces
asimè iques, gene ades pe la di e ència d’adhe ència de les odes del ma eix eix, així com anali za
com aques man é l’es abili a di eccional, i op imi za la capaci a de acció del ehicle.
4.2. Va ian s de con igu ació del ehicle
Pe a o s els ehicles p esen a s se simula an 15 segons en què la consigna d’accele ació se à del
100%, segui d’una enada in ensa en el cas dels models que no disposen de enada egene a i a, o
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
53
únicamen d’una consigna de pa ell igual a ze o pe ac i a la enada egene a i a en els models que
disposin d’aques a, o en línia ec a, pe al d’a alua el compo amen dels models. A con inuació es
p esen en els g à ics co esponen s als senyals de consigna que s’aplica an a o s els models, al com
es po eu e a les igu es 4.4 i 4.5.
Figu a 4.4. Senyals de consigna del conduc o pe a les simulacions dels es escena is dels ehicles sense
enada egene a i a.
Figu a 4.5. Senyals de consigna del conduc o pe a les simulacions dels es escena is dels ehicles amb enada
egene a i a.
Memò ia
54
De mane a addicional, es eali za à una simulació del e ce escena i on el ehicle amb acció a les
qua e odes ena à men e gi a cap a la d e a amb un angle de 0,3 adian s, equi alen a 17,19 g aus,
dins la zona de gel del e ce escena i al cap de 18 segons, pe a alua les di e ències en el
compo amen del ehicle en co ba quan ac ua el con ol de acció i quan no ac ua, al com es
p esen a à en l’apa a co esponen .
Es p esen a an les con igu acions del ehicle implemen ades a Simulink, així com, pe a cada escena i,
el lliscamen de les odes i el pa ell aplica del mo o o dels mo o s, depenen de la con igu ació, així
com la eloci a del ehicle i la posició d’aques du an la simulació, i la ajec ò ia del ma eix en cas de
se elle an pe l’es udi del compo amen del model da an de l’escena i plan eja .
Finalmen , es p esen a à el compo amen del ehicle de qua e mo o s elèc ics quan se simula una
cons an de emps d’un con ol escala i la d’un con ol ec o ial, pe al de compa a ambdues
cons an s de emps amb la que hi ha pe de ec e en el model dels mo o s elèc ics.
4.2.1. Vehicle d’un mo o elèc ic amb acció pos e io
Aques a p ime a con igu ació p e én simula un ehicle amb un únic mo o elèc ic connec a a l’eix
pos e io , u ili zan un di e encial obe que dis ibueix el pa ell a les dues odes pos e io s.
4.2.1.1. Sense con ol de acció
L’objec iu d’aques apa a és anali za el compo amen del ehicle amb un mo o elèc ic sense
l’aplicació del con ol de acció desen olupa . L’objec iu p incipal d’aques a simulació és anali za el
compo amen del ehicle da an dels es escena is menciona s an e io men , a aluan com
l’absència de con ol de acció a ec a el endimen dinàmic del ehicle, cosa que ens pe me iden i ica
p oblemes als com lliscamen s excessius, pè dues de acció i educcions en l’es abili a del ehicle.
Pe eali za la simulació hem u ili za els senyals del pilo p esen a s an e io men , i s’ha u ili za la
con igu ació inicial del model de ges ió del pa ell que p opo ciona el mo o . El con ol de acció
implemen a pe de ec e en el model es mos a a con inuació a la igu a 4.6.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
55
Figu a 4.6. Con ol de acció pe de ec e del model d’un mo o elèc ic i acció pos e io amb di e encial.
Un cop plan ejada la con igu ació del model dins de l’en o n de Simulink, p esen em les simulacions,
p ime amen exposan les e e en s al p ime escena i simula , que consis eix en la ansició d’as al
sec a as al mulla , es p esen a, mi jançan les igu es 4.7 i 4.8, p ime amen el pa ell aplica pel mo o
elèc ic jun amen amb el lliscamen de les dues odes de l’eix pos e io , segui de la eloci a i posició
del ehicle du an la simulació.
Figu a 4.7. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic amb
di e encial al p ime escena i sense con ol de acció.
Memò ia
62
Figu a 4.19. Pa ell del mo o (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del model d’un mo o elèc ic amb
di e encial al e ce escena i amb con ol de acció.
Figu a 4.20. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al e ce
escena i amb con ol de acció.

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
63
Figu a 4.21. T ajec ò ia del ehicle del model d’un mo o elèc ic amb di e encial al e ce escena i amb con ol
de acció.
4.2.2. Vehicle de qua e mo o s elèc ics independen s
Aques segon apa a p e én simula el model e e en a qua e mo o s elèc ics, un independen pe
a cada oda del ehicle, i mos a les di e ències en el compo amen del ehicle del model sense
con ol de acció i el compo amen d’aques un cop implemen a el con ol de acció desen olupa .
4.2.2.1. Sense con ol de acció
En aques apa a es p esen en la con igu ació pe de ec e del model amb un mo o elèc ic
independen pe a cada oda, al com e de ini pe de ec e, sense la inco po ació del con ol de acció
desen olupa en el p esen p ojec e. A con inuació es mos a el model de Simulink del con ol de
acció pe de ec e del model, que consis eix en una ec o i zació del pa ell en cas que el ehicle es
obi eali zan una ajec ò ia co ba, co esponen a la igu a 4.22.
Memò ia
64
Figu a 4.22. Con ol de acció pe de ec e del model de qua e mo o s independen s.
Un com p esen ada la con igu ació a Simulink, podem p esen a les simulacions co esponen s al
p ime escena i. Es p esen a p ime amen el lliscamen i pa ell aplica a les odes co esponen s a l’eix
an e io , i seguidamen es mos en els pa ells aplica s i lliscamen s de les odes del en pos e io del
ehicle, i inalmen la posició i eloci a del ehicle du an la simulació.
Figu a 4.23. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes an e io s del ehicle del model de qua e mo o s
elèc ics independen s al p ime escena i sense con ol de acció.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
65
Figu a 4.24. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del ehicle del model de qua e
mo o s elèc ics independen s al p ime escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.25. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al
p ime escena i sense con ol de acció.
Un cop p esen a s els g à ics co esponen s al p ime escena i, podem exposa les ma eixes
simulacions, pe ò aques cop eali zades pel segon escena i sense l’aplicació del con ol de acció, on
o es les odes pa eixen una modi icació sob ada del coe icien de lliscamen , passan d’as al sec a gel.
Memò ia
66
Figu a 4.26. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes an e io s del ehicle del model de qua e mo o s
elèc ics independen s al segon escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.27. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del ehicle del model de qua e
mo o s elèc ics independen s al segon escena i sense con ol de acció.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
67
Figu a 4.28. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al segon
escena i sense con ol de acció.
P ocedim, pe an , a p esen a les simulacions comen ades pe als an e io s escena is, pe ò aques
cop eali zades en el e ce , co esponen s a la modi icació del coe icien de lliscamen únicamen de
les odes del cos a d e del ehicle. De mane a addicional es p esen a la ajec ò ia del ehicle, dona
que aques pa eix una pè dua d’es abili a .
Figu a 4.29. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes an e io s del ehicle del model de qua e mo o s
elèc ics independen s al e ce escena i sense con ol de acció.

Memò ia
68
Figu a 4.30. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del ehicle del model de qua e
mo o s elèc ics independen s al e ce escena i sense con ol de acció.
Figu a 4.31. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce
escena i sense con ol de acció.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
69
Figu a 4.32. T ajec ò ia del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce escena i sense
con ol de acció.
Finalmen , es p esen en els g à ics ob ingu s en eali za la simulació co esponen al e ce escena i,
pe ò aques cop eali zan un gi a la d e a de 0,3 adian s, equi alen a 17,19 g aus, al cap de 18 segons
de l’inici la simulació, al com es po eu e a la igu a 4.33, pe al d’obse a l’es abili a del ehicle
da an d’una consigna de gi . Es p esen a ambé la ajec ò ia del ehicle.
Memò ia
70
Figu a 4.33. Senyals de consigna del conduc o pe a la simulació del e ce escena i en co ba.
Figu a 4.34. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes an e io s del ehicle del model de qua e mo o s
elèc ics independen s al e ce escena i en co ba sense con ol de acció.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
71
Figu a 4.35. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del ehicle del model de qua e
mo o s elèc ics independen s al e ce escena i en co ba sense con ol de acció.
Figu a 4.36. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce
escena i en co ba sense con ol de acció.
Memò ia
78
Figu a 4.47. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce
escena i amb con ol de acció.
Figu a 4.48. T ajec ò ia del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce escena i amb
con ol de acció.

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
79
Finalmen , es p esen a el compo amen del ehicle da an del e ce escena i amb la peculia i a de
l’addició d’una consigna de gi , al com s’ha eali za pe al ehicle de qua e mo o s independen s
sense con ol de acció, de 17,19 g aus cap a la d e a al cap de 18 segons de simulació. Els senyals de
consigna són els ma eixos que amb el ehicle sense con ol de acció, p esen a s a la igu a 4.33, i es
p esen a de mane a complemen à ia la ajec ò ia que segueix el ehicle du an la simulació, amb
l’objec iu de comp o a pos e io men l’es abili a guanyada espec e al ehicle sense es a ègia de
con ol de acció i es abili a .
Figu a 4.49. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes an e io s del ehicle del model de qua e mo o s
elèc ics independen s al e ce escena i en co ba amb con ol de acció.
Memò ia
80
Figu a 4.50. Pa ell dels mo o s (N/m) i lliscamen s de les odes pos e io s del ehicle del model de qua e
mo o s elèc ics independen s al e ce escena i en co ba amb con ol de acció.
Figu a 4.51. Posició (m) i eloci a (m/s) del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce
escena i en co ba amb con ol de acció.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
81
Figu a 4.52. T ajec ò ia del ehicle del model de qua e mo o s elèc ics independen s al e ce escena i en
co ba amb con ol de acció.
4.2.3. Compa a i a del con ol escala en e s el ec o ial
Pe eali za les compa acions co esponen s a la eloci a de espos a d’un con ol escala i un con ol
ec o ial, es con igu a à el model amb una cons an de emps dels ehicles elèc ics de 0,2 segons, que
se ia l’equi alència al emps de espos a d’un con ol escala , i de 0,01 segons en el cas d’un con ol
ec o ial, i es compa a an amb els 0,05 segons de cons an de emps que u ili zen els mo o s del model
pe de ec e. S’u ili za à l’escena i 2, co esponen a un can i sob a d’as al sec a gel que a ec a a o es
les odes, pe du a e me les p o es, i s’anali za an les di e ències en el emps de espos a dels models,
p esen an el lliscamen i el pa ell aplica a la oda pos e io esque a pe a les es simulacions.
4.2.3.1. Vehicle inicial
Pe eali za les modi icacions co esponen s a la cons an de emps dels mo o s elèc ics, ens hem de
di igi al subsis ema del ehicle, en a al subsis ema “Elec ic Machines” i pos e io men di igi -nos als
blocs “Coupling dynamics”, co esponen s a les cons an s de emps dels qua e mo o s elèc ics. De
Memò ia
82
mane a inicial aques a cons an de emps és de 0,05 segons. A la igu a 4.53 es p esen a la con igu ació
inicial del model:
Figu a 4.53. Con igu ació inicial de les cons an s de emps de cada mo o elèc ic del model.
Amb aques a con igu ació inicial eali zem la p ime a simulació del model, on es po obse a el
lliscamen que pa eix la oda pos e io esque a, així com el pa ell aplica a aques a, al com es po
eu e a la igu a 4.54.
Figu a 4.54. Pa ell (N/m) i lliscamen de la oda pos e io esque a amb la cons an de emps pe de ec e.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
83
4.2.3.2. Con ol escala
El con ol escala u ili za una cons an de emps més ele ada, conc e amen de 0,2 segons, que
in odueix una espos a més len a da an de can is en les condicions del ehicle i de la supe ície. Es
p esen a a con inuació la igu a 4.55, co esponen als can is eali za s en el model pe in odui
aques a cons an de emps als qua e mo o s elèc ics.
Figu a 4.55. Con igu ació de les cons an s de emps de cada mo o elèc ic del model equi alen s a un con ol
escala .
A con inuació, a la igu a 4.56, s’exposa la espos a ob inguda pe als mo o s amb una cons an de
emps equi alen a un con ol escala .

Memò ia
84
Figu a 4.56. Pa ell (N/m) i lliscamen de la oda pos e io esque a amb la cons an de emps equi alen s a un
con ol escala .
4.2.3.3. Con ol ec o ial
El con ol ec o ial ope a amb una cons an de emps meno , conc e amen de 0,01 segons, la qual
cosa pe me una espos a més àpida i p ecisa da an dels can is en les condicions de acció. A
con inuació a la igu a 4.57 es p esen a el model amb les cons an s de emps dels qua e mo o s
modi icades, u ili zan les co esponen s a un con ol ec o ial.
Figu a 4.57. Con igu ació de les cons an s de emps de cada mo o elèc ic del model equi alen s a un con ol
ec o ial.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
85
To segui es p opo ciona la espos a del model amb la cons an de emps equi alen a un con ol
ec o ial, al com es po eu e a la igu a 4.58.
Figu a 4.58. Pa ell (N/m) i lliscamen de la oda pos e io esque a amb la cons an de emps equi alen s a un
con ol ec o ial.
4.3. Anàlisis de les simulacions
En aques apa a du em a e me l’anàlisi del compo amen dels models es udia s en el p esen
documen , cen an -nos p ime amen en les di e ències en el compo amen dels models quan
aques s disposen del con ol de acció implemen a espec e als models pe de ec e, segui de la
compa ació de l’e iciència i endimen s en aplica el con ol de acció en les dues a ian s de ehicle
modeli zades, i inalmen ens cen a em a compa a els esul a s ob ingu s quan es a ia la cons an
de emps de espos a dels mo o s elèc ics espec e a la que hi ha pe de ec e en el model, simulan
un emps de espos a d’un con ol escala i d’un con ol ec o ial.
4.3.1. G à ics del pa ell del ehicle i lliscamen de les odes
En aques pun es compa a an els compo amen s dels models amb con ol de acció i sense ell, així
com la pos e io a aluació de quin model é una millo implemen ació del con ol de acció
desen olupa en el p esen documen .
Memò ia
86
4.3.1.1. Vehicle d’un mo o elèc ic amb acció pos e io
Comen an p ime amen el model co esponen a un ehicle amb un sol mo o elèc ic i acció
pos e io mi jançan un di e encial obe en els escena is de ini s, podem obse a com, quan el model
no é con ol de acció, ja en el p ime escena i obem un lliscamen excessiu en ambdues odes
pos e io s, obse an a la igu a 4.7 com o es dues odes a iben ins a un lliscamen de 0,6 du an
més de 5 segons, a pa i del segon 10 de la simulació, o i la educció del pa ell eali zada pe de ec e
pel model, poden ap ecia a la igu a 4.8 una educció en l’inc emen de la eloci a del ehicle
p ecisamen deguda a aques lliscamen excessiu, i necessi an gai ebé 13 segons i 198 me es pe
de eni comple amen el ehicle.
T obem un compo amen mol simila en el segon escena i d’aques ma eix ehicle, pe ò la eloci a
màxima es eu eduïda espec e a la de l’escena i 1, passan dels 27,5 m/s en el p ime escena i als
25,5 m/s en el segon escena i, al com es po ap ecia a la igu a 4.10. La dis ància de enada pe a
aques segon escena i ha sigu de 197 me es, en un emps de gai ebé 14,5 segons. Aques a educció
en la eloci a del ehicle és causada pe la di e ència en el coe icien de lliscamen del e a en els dos
escena is, a causa del e que el segon escena i simula unes condicions més complicades d’adhe ència
pel model, obse an un inc emen del emps de lliscamen de les odes a la igu a 4.9. Tan en el
p ime com en el segon escena i la ajec ò ia del ehicle no s’ha is comp omesa, ja que el can i
d’adhe ència de les odes a ec a a a o es pe igual.
A l’escena i 3, pe ò, sí que obse em una modi icació en la ajec ò ia del ehicle, al com podem eu e
a la igu a 4.13, on el ehicle modi ica la se a ajec ò ia cap a la d e a, ja que la oda del cos a esque e
man é la se a acció, p opo cionan més o ça aplicada al e a que la del cos a d e . Si obse em el
pa ell aplica i els lliscamen s de les odes de l’eix pos e io , co esponen a la igu a 4.11, podem
ap ecia com a pa i dels 10 segons de simulació la oda co esponen al cos a d e pe d acció,
augmen an el lliscamen d'aques a, i al cap de 12,5 segons la oda que pe d acció és la del cos a
esque e. Pos e io men , al cap de 18 segons podem ap ecia com el lliscamen passa a se nega iu,
demos an que el ehicle ha pe du comple amen l’es abili a i es à o an sob e ell ma eix, indican
que du an el emps que les odes p esen en un pa ell nega iu el ehicle es oba anan al e és.
Aques a pè dua o al de acció i es abili a es eu e lec ida ambé a la igu a 4.12, necessi an 16,15
segons i gai ebé 198 me es pe de eni comple amen el ehicle.
Si obse em a a el compo amen del ehicle quan aques disposa del con ol de acció desen olupa ,
obse an p ime els esul a s ob ingu s en el p ime escena i, podem eu e com el pa ell es eu eduï
de mane a àpida quan el ehicle en a en la zona de baixa adhe ència, co esponen a la igu a 4.15,
ob enin un pic de lliscamen de 0,42, pe ò que s’es abili za en menys d’un segon, obse an una
millo a signi ica i a en el compo amen del ehicle espec e al d’aques sense con ol de acció. El
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
87
ehicle s’aconsegueix a u a comple amen en 10,7 segons, al com es po eu e a la igu a 4.16,
necessi an menys de 140 me es pe eali za la maniob a, pe ò la eloci a màxima no a iba als 25
m/s, sen mol meno que la del p ime escena i sense con ol de acció, així que no es poden
compa a les dues maniob es, o i que si es eu de mane a cla a com l’es abili a del ehicle amb
con ol de acció és cla amen supe io .
El compo amen del ehicle amb con ol de acció en el segon escena i no dis a mol de l'obse a
en el p ime escena i, pa in un excés de lliscamen du an dos segons, al com es eu a la igu a 4.17,
pe ò que s’aconsegueix es abili za . De la ma eixa mane a, i al com es po eu e a la igu a 4.18, el
ehicle s’a u a comple amen en 11,5 segons, u ili zan gai ebé 134 me es.
T ac an a a el compo amen del ehicle amb con ol de acció en el e ce escena i, podem eu e
una millo a signi ica i a. A la igu a 4.19 podem obse a com enim un lliscamen excessiu de la oda
pos e io d e a amb una du ació de 2 segons, pe ò la oda pos e io esque a no pe d acció en cap
momen , indican que el ehicle man é una ajec ò ia en línia ec a, al com es po ap ecia a la igu a
4.21. El ehicle s’a u a de mane a es able i con olada en 11,6 segons, u ili zan 133 me es, al com
es mos a a la igu a 4.20, indican una millo a no able espec e d’aques ma eix escena i amb el
ehicle sense el con ol de acció desen olupa .
Podem eu e com, en o s es escena is, la inco po ació del con ol de acció ha p opo ciona una
millo a signi ica i a en el compo amen del ehicle. Pe ò aques a millo a es eu limi ada pel
di e encial, que aplica un e a d en el emps de espos a dinàmic del ehicle, ja que el con ol no po
se independen pe oda.
4.3.1.2. Vehicle de qua e mo o s elèc ics independen s
T ac an a a el compo amen del ehicle de qua e mo o s elèc ics independen s, un associa a cada
oda, podem obse a com el compo amen d’aques sense la implemen ació de cap con ol de
acció en el p ime escena i és sa is ac o i. Obse an les igu es 4.23 i 4.24, eiem com en cap
momen obem un lliscamen excessiu de les odes. Sí que obse em que les odes co esponen s a
l’eix pos e io del ehicle p esen en un pe i pic de lliscamen du an la ansició d’una supe ície a
l’al a, al cap de 9 segons d’inicia la simulació, pe ò no és elle an , ja que l’es abili a del ehicle no
es eu comp omesa. El emps de enada del ehicle és de 21,86 segons, u ili zan 432 me es pe
eali za la maniob a en qües ió, al com s’obse a a la igu a 4.25.
Passan a l’escena i 2, comen an p ime amen les igu es 4.26 i 4.27, co esponen als pa ells i
lliscamen s de cada oda, podem obse a com en aques escena i sí que obse em un sob epic en el
lliscamen de o es les odes quan el ehicle en a en la zona de baixa adhe ència, que p en un alo
de 0,22 a les odes de l’eix an e io i de 0,4 a les odes de l’eix pos e io , pe ò que no s’a iba a pe d e
Memò ia
94
p ojec e. Aques apa a se cen a en aques es complexi a s, així com la solució adop ada pe esold e-
les.
5.2.1. Di icul a s en la sinc oni zació de senyals
Du an la eali zació del con ol de acció i la in eg ació d’aques en el model, an so gi ce es
p oblemà iques a l'ho a de sinc oni za els senyals necessa is pe al co ec e uncionamen del sis ema,
a ès el e que el con olado eque ia an el alo ac ual de ce s senyals com el alo de pa ell aplica
en l’ins an p e i, de mane a que pe me que aques eali zi ajus amen s en emps eals basa s en
l’ins an an e io del sis ema, pe ò sense una co ec a ges ió d’aques s senyals el model no compila a,
gene an e o s.
El con olado desen olupa necessi a sabe el senyal en ega de pa ell en l’ins an an e io , de
mane a que pugui decidi , jun amen amb la es a de senyals d’en ada, quin pa ell aplica en o
momen , pe ò aques a implemen ació d’u ili za el senyal de so ida com a en ada en l’ins an
següen no es podia implemen a sense la p esència de cap bloc addicional, ja que el model p esen a a
e o s de dependència cíclica, impedin la compilació d'aques . Pe soluciona aques a p oblemà ica,
hem implemen a en el model de Simulink el bloc “Memo y” com a in e media i en e el senyal del
pa ell de so ida del con olado i l’en ada del pa ell p è iamen aplica , en que aques bloc
in e ompi els e o s de dependència cíclica, que pe me que el model compili sense e o s, sen
essencial l’ús d’aques bloc pe ges iona de mane a sa is ac ò ia la e oalimen ació del con olado .
5.2.2. Ajus amen dels pa àme es de l’algo i me
El disseny i pos e io ajus amen dels pa àme es de l’algo i me del con ol de acció han suposa un
desa iamen signi ica iu, ja que aques p océs a implica ob eni els alo s adequa s an de la
co ecció del pa ell com del llinda de lliscamen , els quals són imp escindibles pe ga an i un
compo amen e icaç i es able del model, e i an oscil·lacions excessi es.
Tan els alo s de co ecció com els llinda s de lliscamen inicials es an de ini de mane a emp a i a,
uncionan com a p ime pas pe ò necessi an mol eball pos e io . P ime amen , am de e mina
un lliscamen màxim ole able abans d’aplica co eccions més p ecises, pe pode a alua com el
model eacciona a da an de di e en s condicions, es ablin un alo inicial de co ecció en un únic
llinda pe mès i obse an el compo amen del sis ema da an de l’escena i plan eja , conc e amen
el segon. Pos e io men , am eali za co eccions en el alo pe op imi za el compo amen , de
mane a que ga an íssim una educció accep able en el lliscamen de les odes, o i la p esència de
pe i es oscil·lacions. Un cop aconseguida aques a p ime a ase, am implemen a un segon llinda que
ens pe me és eni un compo amen més p ecís, on s’ac i a a una co ecció més mode ada que os
capaç de edui les oscil·lacions del model i es abili za d’una mane a més e icien el con ol. Pe a egi

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
95
aques segon llinda , es an obse a les oscil·lacions de lliscamen ob ingudes amb un únic llinda i
una co ecció ele ada, buscan un sec o inicial que p io i zés la eloci a de co ecció pe sob e de la
p ecisió del con ol. Un cop sabíem el alo màxim de les oscil·lacions amb un únic llinda , de iníem el
segon llinda jus amen en aquell alo , i amb una co ecció mol més mode ada, que pe me és
con ola amb majo p ecisió la acció del ehicle. Aques a me odologia ens ha pe mès implemen a
els con ols de mane a sa is ac ò ia, poden desen olupa solucions p àc iques basades en
l’expe imen ació amb el model, o i aplica un en ocamen eò ic.
5.3. Op imi zació de la simulació
L'op imi zació de la simulació del model ha esul a un aspec e clau pe ga an i la p ecisió de la
simulació pe me en ambé ob eni un model compu acionalmen e icien . Donada la a iació en el
“Sol e ” del model pe pode implemen a els con ols desen olupa s esolen p oblemes de
compa ibili a , am ha e de du a e me p o es exhaus i es pe de e mina la con igu ació més
adequada de lapse de emps de simulació.
Pe a alo s de lapse de emps de 0,01 segons o de 0,005 segons el model p esen a a compo amen s
e à ics i e o s du an la simulació degu s a una p edicció inco ec a dels compo amen s dinàmics del
model, ob enin e o s numè ics, als com alo s in ini s en a iables claus com el lliscamen de les
odes quan el ehicle pe dia acció.
Pe con apa , alo s de lapse de simulació meno s, als com 0,0001 segons o 0,0005 segons, el model
p esen a a una p ecisió ele ada en la simulació, pe ò la cà ega compu acional del model e a massa
ele ada pe pode eali za o es les simulacions pe inen s.
Finalmen , es a op a pe aplica un alo de lapse de emps de simulació de 0,001 segons, que ens
pe me ob eni un equilib i en e una g an p ecisió en els esul a s de les simulacions, sense p esència
de cap e o en els alo s del model i sense inc emen a de mane a exponencial la cà ega
compu acional del model, que pe me eali za la simulació del model en un emps accep able,
accele an el p océs d’ajus amen i alidació del model.
L’elecció d’un lapse de emps adequa és un ac o c í ic en simulacions de sis emes dinàmics
complexos, ja que un alo inco ec e po compo a e o s de p ecisió o comp ome e l’e iciència del
model, ha en de busca semp e l’equilib i de les demandes compu acionals del sis ema amb la
p ecisió dels esul a s del model.
Memò ia
96
5.4. Ap enen a ge ob ingu
Du an el desen olupamen del p ojec e ens an so gi di e sos p oblemes ècnics i limi acions
elacionades amb l’aplicació Vi ual Vehicle Compose , al com hem desc i an e io men . Ens ha
pe mès ap end e la impo ància de comp end e i ajus a els pa àme es clau de les simulacions, als
com blocs especí ics o el “Sol e ” u ili za , així com la impo ància d’explica les capaci a s i limi acions
de les eines u ili zades du an el desen olupamen del p ojec e, amb l’objec iu i maximi za el seu
po encial.
També hem hagu de de alla de mane a exhaus i a els p oblemes ob ingu s, documen an les
solucions adop ades, de mane a que ens acili essin la solució de u u es p oblemà iques de mane a
més e icien , així com e p o es i e a i es amb el model modi ican únicamen ce s alo s pe es udia
el compo amen d’aques es a iables dins del sis ema, i així ac ua conseqüen men amb els esul a s
ob ingu s. De mane a addicional, ha ajuda mol a an icipa i plani ica possibles limi acions ècniques
en el model, pe al d’e i a possibles e a ds signi ica ius en el desen olupamen del p ojec e, així com
in en a disposa d’una g an lexibili a pe adap a les es a ègies de con ol segons les necessi a s del
p ojec e, amb l’objec iu d’assegu a el complimen dels objec ius plan eja s.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
97
6. Anàlisi de l’Impac e Mediambien al
6.1. Anàlisi de l’impac e ambien al de la eali zació del p ojec e
El desen olupamen d’aques p ojec e ha eque i un emps de simulació i anàlisi conside able,
suposan un consum ene gè ic associa a l’equip in o mà ic u ili za . Aques apa a p e én de alla
l’impac e mediambien al gene a du an la eali zació del p ojec e, ob enin les emissions de diòxid de
ca boni gene ades de i ades de les ac i i a s compu acionals eali zades. To a la cà ega
compu acional ha sigu eali zada en un Huawei Ma eBook D14, que no ha sigu adqui i
especí icamen pe a la eali zació del p esen p ojec e.
El Huawei Ma eBook D14 ha sigu u ili za du an un o al de 530 ho es, amb un consum de 0,056 kW
[41]. Amb aques es dades podem ob eni el consum elèc ic co esponen a la eali zació del p ojec e,
al com podem obse a a l’equació 6.1.
𝑪𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎⁡𝒆𝒍è𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄=𝟓𝟑𝟎⁡𝒉·𝟎,𝟎𝟓𝟔⁡𝒌𝑾=𝟐𝟗,𝟔𝟖⁡𝒌𝑾𝒉
(Eq. 6.1)
Ob enim un o al de 29,68 kWh de consum elèc ic pe la eali zació del p ojec e. A Espanya s’es ima
que l’any 2024 es an gene a 0,170 kg CO₂ pe cada quilowa ho a d’ene gia elèc ica consumi [42].
En conseqüència, podem ob eni els g ams de CO₂ gene a s u ili zan la següen equació.
𝑬𝒎𝒊𝒔𝒊𝒐𝒏𝒔⁡𝑪𝑶𝟐=𝟐𝟗,𝟔𝟖⁡𝒌𝑾𝒉·𝟎,𝟏𝟕𝟎⁡𝒌𝒈⁡𝑪𝑶𝟐𝒌𝑾𝒉
⁄=𝟓,𝟎𝟒𝟔⁡𝒌𝒈⁡𝑪𝑶𝟐
(Eq. 6.2)
Tal com podem obse a a l’equació 6.2, s’han gene a 5,046 quilog ams de diòxid de ca boni degu s
a la eali zació del p ojec e, donan com a esul a un impac e mediambien al mínim.
6.2. Anàlisi de l’impac e ambien al de la implemen ació del p ojec e
La implemen ació del p esen p ojec e no p esen a ia e ec es nega ius de mane a signi ica i a en el
medi ambien , ja que un cop desen olupa i in eg a en els ehicles, el sis ema de con ol de acció
ope a exclusi amen a a és del p og ama i del co xe, sense la necessi a de consumi ma e ials
addicionals o ene gia més enllà de la u ili zada pe la es a de sis emes elec ònics implemen a s en el
ehicle.
Memò ia
98
De mane a addicional, el sis ema p esen a un impac e posi iu indi ec e sob e el medi ambien g àcies
al e que limi a el lliscamen dels neumà ics. El con ol desen olupa en el p esen eball pe me
edui el desgas p ema u dels neumà ics, augmen an la se a ida ú il, i, conseqüen men , disminuin
la gene ació de esidus sòlids associa s als neumà ics desgas a s, ep esen an una millo a di ec a en
la sos enibili a de la mobili a elèc ica, donada la educció de la quan i a de esidus pe quilòme e
eco egu , i disminuin la eqüència de subs i ució dels neumà ics, compo an un es al i de ecu sos
pe a la se a ab icació i disposició.
De mane a conjun a, el desen olupamen i implemen ació del p esen p ojec e con ibueixen a l'a enç
de les ecnologies sos enibles en la mobili a elèc ica, alinean -se amb els objec ius globals de
educció de esidus gene a s i op imi zació dels ecu sos u ili a s en el sec o au omo iu.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
99
Conclusions
El desen olupamen del p esen p ojec e ha pe mès a iba als objec ius p oposa s, p opo cionan un
sis ema de con ol de acció pe a ehicles elèc ics que millo a la segu e a i el endimen del ehicle
so a condicions d’adhe ència di e ses.
L’objec iu p incipal del p ojec e ha sigu la implemen ació dins de l’en o n de MATLAB i Simulink d’un
con ol de acció en el model de ehicle gene a amb l’aplicació Vi ual Vehicle Compose , donan
com a esul a una millo a en el compo amen el ehicle da an de modi icacions ab up es en
l’adhe ència de les odes.
S’han p esen a es escena is de p o a, on es a ia a el coe icien de les odes simulan escena is
eals. El p ime , que consis ia en una ansició sob ada de la supe ície pe la qual ci cula a el ehicle,
passan d’as al sec a as al mulla , ens ha pe mès du a e me una p ime a p o a del compo amen
del con ol de acció, p esen an unes condicions poc exigen s pe al con olado . El segon escena i,
en can i, que consis ia en una ansició sob ada d’as al sec a gel compac e, p esen a a una si uació
més exigen pel con ol de acció. Finalmen , el e ce escena i, que només a ec a a les odes d’un
dels cos a s del ehicle, p esen a a unes condicions en les quals s’a alua a an l’e iciència del
con olado pe edui el lliscamen , així com la capaci a del con ol de man eni l’es abili a del
ehicle, con olan les o ces la e als gene ades.
Pe a cada escena i, s’ha implemen a el con ol de acció pe a dues a qui ec u es de p opulsió dins
del me ca au omo iu de mobili a elèc ica. El p ime consis in en un mo o elèc ic i acció a les
odes pos e io s mi jançan un di e encial obe , i el segon p esen an un ehicle amb qua e mo o s
independen s, un pe a cada oda.
El esul a de les simulacions eali zades ha pe mès obse a el no able impac e en la millo a del
compo amen del ehicle, p esen an millo es signi ica i es en la educció del lliscamen de les odes,
així com un inc emen ema cable en l’es abili a del ehicle, p esen an -se de mane a més subs an i a
en el ehicle de qua e mo o s elèc ics, donada l’a qui ec u a dinàmica d'aques , p opo cionan una
millo capaci a de con ol del lliscamen de les odes. La inclusió d’un con ol ec o ial que edueixi el
emps de espos a no suposa ia una millo a signi ica i a del compo amen del ehicle, pe ò la
implemen ació d’un con ol escala que augmen i la cons an de emps sí que suposa ia un
empi jo amen no able en el compo amen dinàmic del con ol de acció.
Com a ies de eball pe a u u s p ojec es es pod ia implemen a dins del ma eix model la ges ió en
emps eal de l’ene gia gene ada pe la enada egene a i a, en combinació en la u ili zada pels
mo o s, de mane a que s’adminis i de mane a e icien l’ene gia disponible a les ba e ies, així com la

Memò ia
100
millo a de l’e ec i i a del con olado mi jançan algo i mes de majo complexi a o amb la
implemen ació de con ols de lògica di usa o basa s en in el·ligència a i icial, o uns escena is que
p esen in un ep e majo pe al con olado del ehicle, implemen an inclinacions en la supe ície o
e enys acciden a s, així com la implemen ació del con ol en un ehicle eal. To es aques es
p opos es no han sigu ac ades dona l’abas del p ojec e i el emps disponible pe a la eali zació
d’aques .
Com a conclusió, es po con i ma que la implemen ació d’un con ol de acció basa en el lliscamen
de les odes p esen a una millo a signi ica i a en l’es abili a i compo amen dinàmic del ehicle, i la
se a aplicació compo a un augmen de la segu e a d’aques , demos an la iabili a del con olado
en ehicles elèc ics mi jançan l’ús d’eines de simulació a ançades. To i les limi acions obades,
s’assen en les bases pe a eballs u u s que pe me in po a el desen olupamen eali za a un ni ell
d’aplicació més ampli, con ibuin , pe an , a l’a enç de la ecnologia de la mobili a elèc ica.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
101
Anàlisi Econòmica
El desen olupamen del p esen p ojec e ha implica cos os associa s p incipalmen al emps dedica
pe l’enginye júnio au o del p ojec e, així com el consum elèc ic necessa i pe eali za les
simulacions i ac i i a s eque ides pel desen olupamen del eball. A con inuació es mos a el esum
del p essupos , incloen -hi l’IVA.
Taula 8.1. Resum dels cos os associa s al p ojec e.
Cos os
Cos (€)
Sous
10.600
Consum ene gè ic
7,23
TOTAL
10.607,23
A con inuació es de allen els cos os associa s al p ojec e en elació amb el pe sonal.
Taula 8.2. De all dels cos os de pe sonal associa s al p ojec e.
P o essional
Ac i i a
Temps dedica (h)
Cos aplica (€/h)
Cos To al (€)
Enginye /
es udian
Rece ca
50
20
1.000
Simulacions i codi
370
7.400
Redacció de la
memò ia
90
1.800
Reunions
20
400
TOTAL
10.600
I, inalmen , es p esen a el de all dels cos os associa s al consum ene gè ic del p ojec e. Pe ob eni el
p eu del consum elèc ic, el p eu del kWh a Espanya l'any 2024 és de 0,2436€/kWh [43].
Taula 8.3. De all dels cos os de consum ene gè ic associa s al p ojec e.
Apa ell
Consum (kW)
Temps u ili za (h)
Consum o al (kWh)
Cos (€)
Huawei
Ma eBook D14
0,056
530
29,68
7,23
Annexos
102
Bibliog a ia
[1] NGUYEN, Binh-Minh, TSUMURA, Koji and HARA, Shinji. Glocal T ac ion Con ol o In-wheel-mo o
Elec ic Vehicles - A Passi i y App oach -. IFAC-Pape sOnline. En línia. 2020. Vol. 53, no. 2, p. 14079–
14084. [Consul a: 26 d’oc ub e de 2024]. DOI h ps://doi.o g/10.1016/j.i acol.2020.12.942
[2] SHAHABI, Ali, KAZEMIAN, Ami Hossein, FARAHAT, Said and SARHADDI, Fa ama z. Wheel slip a io
egula ion o in es iga ing he ehicle’s dynamic beha io du ing b aking and s ee ing inpu .
Mechanics & Indus y. En línia. 2021. Vol. 22, p. 17. [Consul a: 27 d’oc ub e de 2024]. DOI
h ps://doi.o g/10.1051/meca/2021016
[3] LI, Zhihong, HE, Lin, SHI, Zishuo, WEI, Yujiang, WANG, Mingwei and SHI, Qin. A Sliding Mode
P edic i e Con ol App oach o T ac ion Con ol o Ba e y Elec ic Vehicle. In : 2022 6 h CAA
In e na ional Con e ence on Vehicula Con ol and In elligence (CVCI). En línia. Nanjing, China : IEEE, 28
d’oc ub e del 2022. p. 1–4. [Consul a: 11 d’agos de 2024]. ISBN 9781665453745. DOI
h ps://doi.o g/10.1109/CVCI56766.2022.9964934
[4] ANTONYUK, E geniy M., VARSHAVSKIY, Ilyas E. and ANTONYUK, Pe E. Adap i e Au oma ic
Moni o ing Sys em wi h Fo ced Polling o a Low-Ac i e Channel. In : 2019 IEEE Con e ence o Russian
Young Resea che s in Elec ical and Elec onic Enginee ing (EIConRus). En línia. Sain Pe e sbu g and
Moscow, Russia : IEEE, gene del 2019. p. 69–72. [Consul a: 11 d’agos de 2024]. ISBN 9781728103396.
DOI h ps://doi.o g/10.1109/EIConRus.2019.8657290
[5] SAHA, Sudip a and AMRR, Syed Muhammad. Design o slip-based ac ion con ol sys em o EV
and alida ion using co-simula ion be ween Adams and Ma lab/Simulink. SIMULATION. En línia. Juny
del 2020. Vol. 96, no. 6, p. 537–549. [Consul a: 8 d’agos de 2024]. DOI
h ps://doi.o g/10.1177/0037549719897834
[6] PACEJKA, H.B. Ti e and Vehicle Dynamics. En línia. 3. Else ie , 2012. [Consul a: 24 de juliol de 2024].
ISBN 9780080970165.
[7] ABU‐RUB, Hai ham, IQBAL, A i and GUZINSKI, Ja oslaw. High Pe o mance Con ol o AC D i es wi h
MATLAB/Simulink Models. En línia. 1. Wiley, 2012. [Consul a: 31 d’oc ub e de 2024]. ISBN
9780470978290.
[8] OGATA, Ka suhiko. Ingenie a de con ol mode na. . 5a. ed. Mad id : Pea son Educación, 2010.
[Consul a: 8 de no emb e de 2024]. ISBN 9788483226605.
[9] ROSS, Timo hy J. Fuzzy Logic wi h Enginee ing Applica ions. En línia. 1. Wiley, 2010. [Consul a: 10
de no emb e de 2024]. ISBN 9780470743768.
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
103
[10] Pacejka Ti e Model (Magic Fo mula) o la e al dynamics? – MATLAB Answe s. Ma hWo ks. En
línia. 30 d’Oc ub e del 2016. [Consul a: 2 d’agos de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/ma labcen al/answe s/309887-pacejka- i e-model-magic- o mula- o -
la e al-dynamics
[11] Va ian Sys ems. Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 9 de se emb e de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/help/simulink/ a ian -sys ems.h ml
[12] Va ian Subsys em. Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 7 de se emb e de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/help/simulink/sl e / a ian subsys em.h ml
[13] Implemen Va ia ions in Sepa a e Hie a chy Using Va ian Subsys ems. Ma hWo ks. En línia.
[Consul a: 9 de se emb e de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/help/simulink/ a / a ian -subsys ems.h ml
[14] Wo king wi h Va ian Choices. Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 9 de se emb e de 2024]. Disponible
a: h ps://es.ma hwo ks.com/help/simulink/ a /se -and-open-ac i e- a ian s.h ml
[15] Simulink “ a iable block” - MATLAB Answe s. Ma hWo ks. En línia. 16 de no emb e del 2019.
[Consul a: 9 de se emb e de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/ma labcen al/answe s/491426-simulink- a iable-block
[16] Fixed-Poin Design. Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 28 d’agos de 202424 d’agos de 2024].
Disponible a: h ps://es.ma hwo ks.com/help/ eleases/R2024b/dsp/ ixed-poin -
design.h ml?sea chHighligh = ixed%20poin %20designe &s_ id=doc_s ch i le
[17] Ge S a ed wi h he Vi ual Vehicle Compose . Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 16 d’agos de
2024]. Disponible a: h ps://es.ma hwo ks.com/help/ dynblks/ug/ge -s a ed-wi h- he- i ual-
ehicle-compose .h ml
[18] Vi ual Vehicles. Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 16 d’agos de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/help/ dynblks/ i ual- ehicles.h ml
[19] Explo e Vi ual Vehicle Compose . Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 16 d’agos de 2024]. Disponible
a: h ps://es.ma hwo ks.com/help/au oblks/ug/explo e- i ual- ehicle-compose .h ml
[20] Comple e Vehicle Model. Ma hWo ks. En línia. [Consul a: 16 d’agos de 2024]. Disponible a:
h ps://es.ma hwo ks.com/help/sdl/ug/abou - he-comple e- ehicle-model.h ml
Annexos
110
A2. Codi implemen a pe a les odes de l’eix pos e io
unc ion [Mo o _To que_RL,Mo o _To que_RR]= TC_Rea (MAX_Slip,To queL,To queR,SlipL,SlipR,
Mo o To queR, Mo o To queL, Vehicle_Speed)
% Pe sis en a iables
pe sis en co ec ion SLR_ il e ed
i isemp y(co ec ion)
co ec ion = 0;
end
i isemp y(SLR_ il e ed)
SLR_ il e ed = 0; % Ini ialize il e ed slip a io
end
% Ini ialize mo o o que i emp y
i isemp y(Mo o To queL)
Mo o To queL = To queL;
end
i isemp y(Mo o To queR)
Mo o To queR = To queR;
end
% Ini ialize ou pu o ques
Mo o _To que_RL = 0;
Mo o _To que_RR = 0;
% SLIP RATIO CALCULATIONS
% calcula e slip a io
SLR = max(SlipR, SlipL);
Slip_Z2 = 0.11;
% Apply condi ional low-pass il e ing
i SLR < 0.04
alpha = 0.5; % Smoo hing ac o ( une as needed)
SLR_ il e ed = alpha * SLR + (1 - alpha) * SLR_ il e ed; % Apply il e

A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
111
else
SLR_ il e ed = SLR; % Use aw alue when below h eshold
end
% THE TORQUE COMMAND IS MORE THAN ZERO: TRACTION CONTROL
i (min(To queL,To queR)>0)
% CHECK FOR EXCESIVE SLIPPING
i (SLR_ il e ed > Slip_Z2)
co ec ion = 0.9;
Mo o _To que_RL = Mo o To queL - (co ec ion) ; % SLIP RATIO MORE THAN MAXIMUM SLIP
RATIO
Mo o _To que_RR = Mo o To queR - (co ec ion) ;
Mo o _To que_RL = max(0,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN ZERO
Mo o _To que_RR = max(0,Mo o _To que_RR);
elsei (SLR_ il e ed > MAX_Slip)
co ec ion = 0.08;
Mo o _To que_RL = Mo o To queL - (co ec ion) ; % SLIP RATIO MORE THAN MAXIMUM SLIP
RATIO
Mo o _To que_RR = Mo o To queR - (co ec ion) ;
Mo o _To que_RL = max(0,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN ZERO
Mo o _To que_RR = max(0,Mo o _To que_RR);
else
co ec ion = 0.2;
Mo o _To que_RL = Mo o To queL + (co ec ion) ;
Mo o _To que_RR = Mo o To queR + (co ec ion) ;
Mo o _To que_RL = min(To queL,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN
CONSIGN TORQUE
Mo o _To que_RR = min(To queR,Mo o _To que_RR);
end
% THE TORQUE COMMAND IS ZERO: REGENERATIVE BREAKING
else
i (Vehicle_Speed>0)
Annexos
112
i (SLR_ il e ed < -3*Slip_Z2)
co ec ion = 2;
Mo o _To que_RL = Mo o To queL + (co ec ion) ; % SLIP RATIO MORE THAN MAXIMUM
SLIP RATIO
Mo o _To que_RR = Mo o To queR + (co ec ion) ;
Mo o _To que_RL = max(-40,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN
ZERO
Mo o _To que_RR = max(-40,Mo o _To que_RR);
elsei (SLR_ il e ed < -3*MAX_Slip)
co ec ion = 1;
Mo o _To que_RL = Mo o To queL + (co ec ion) ; % SLIP RATIO MORE THAN MAXIMUM
SLIP RATIO
Mo o _To que_RR = Mo o To queR + (co ec ion) ;
Mo o _To que_RL = max(-40,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN
ZERO
Mo o _To que_RR = max(-40,Mo o _To que_RR);
else
co ec ion = -2;
Mo o _To que_RL = Mo o To queL + (co ec ion) ; % SLIP RATIO MORE THAN MAXIMUM
SLIP RATIO
Mo o _To que_RR = Mo o To queR + (co ec ion) ;
Mo o _To que_RL = max(-40,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN
ZERO
Mo o _To que_RR = max(-40,Mo o _To que_RR);
end
else
Mo o _To que_RL = max(0,Mo o _To que_RL); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN ZERO
Mo o _To que_RR = max(0,Mo o _To que_RR);
end
end
A aluació de sis emes de con ol de acció en ehicles elèc ics u ili zan MATLAB
113
Annex B: Codi implemen a pel model de ehicle d’un mo o
elèc ic i acció pos e io
A con inuació es p esen a el codi implemen a pel model del ehicle d’un mo o elèc ic amb acció
pos e io mi jançan di e encial.
unc ion Mo o _To que = TC(MAX_Slip,To que,SlipL,SlipR, Mo o To que)
% Ini ialize mo o o que i emp y
i isemp y(Mo o To que)
Mo o To que = To que;
end
% Ini ialize ou pu o ques
Mo o _To que = 0;
% SLIP RATIO CALCULATIONS
% calcula e slip a io
SLR = max(SlipR, SlipL);
i (To que>0) % THE TORQUE COMMAND IS MORE THAN ZERO: TRACTION CONTROL
i (SLR > MAX_Slip)
co ec ion = 6;
Mo o _To que = Mo o To que - (co ec ion) ; % SLIP RATIO MORE THAN MAXIMUM SLIP RATIO
Mo o _To que = max(0,Mo o _To que); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN ZERO
else
co ec ion = 0.7;
Mo o _To que = Mo o To que + (co ec ion) ;
Mo o _To que = min(To que,Mo o _To que); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN CONSIGN
TORQUE
end
else
Mo o _To que = max(0,Mo o _To que); % IF TORQUE OF THE MOTOR IS LESS THAN ZERO
end
end