Development and analysis of solutions for the active steering of railway vehicles

Resumo

El presente trabajo se centra en el desarrollo de sistemas de guiado activo para vehículos ferroviarios con bogoies. El objetivo concreto de esta tesis es el diseño de diferentes estrategias de guiado activo dentro de un marco de análisis común, y el desarrollo de una metodología adecuada para la comparación del comportamiento de las mismas. Además, se tratan también otros problemas de importancia para la aceptación de este tipo de tecnologías, como son la integración entre los sistemas de tracción y guiado y el diseño de arquitecturas del sistema seguras y fiables. En primer lugar, se explican los mecanismos fundamentales de estabilización y guiado de los vehículos convencionales pasivos, y se plantean las condiciones necesarias para la mejora del comportamiento en curva. A partir de estas consideraciones se proponen diferentes objetivos de control posibles para el sistema de guiado activo que se deirvan de la modelización simplificada del problema. Utilizando técnicas de control adecuadas para cada caso, se desarrollan estrategias de control completas. La validación de las propuestas realizadas se lleva a cabo mediante cosimulación de los modelos de los subsistemas involucrados. Se estudia también la interacción entre los sistemas de guiado y tracción en vehículos con ruedas independientes y tracción distribuida y se presentan algunas estrategias para el control combinado del guiado y la tracción. Estas estrategias para el control combinado del guiado y la tracción. Estas estrategias se validan utilizando una metodología similar a la presentada en los capítulos anteriores. Finalmente, se analizan los aspectos de seguridad y fiabilidad de los sistemas de guiado activos. Se presenta y se aplica una metodología para el diseño de arquitecturas seguras. Asimismo, se estudia la fiabilidad del sistema, y se presenta un método para su mejora basado en la identificación de los componentes críticos.