Optimización de la suspensión de una motocicleta para adherencia al camino y confort en condiciones off-Road.

Abstract

En la presente memoria de título se busca restaurar y modificar un código en Matlab que sea capaz de modelar la dinámica de la motocicleta en caminos off-road para diferentes situaciones de manejo, y así poder optimizar las diferentes variables que gobiernan las suspensiones de la motocicleta basados en la adherencia de las ruedas al camino y el confort del conductor. A través de la implementación de una optimización multiobjetivo. En primer lugar, se hace una investigación sobre la dinámica de la motocicleta, así como el funcionamiento de sus suspensiones y las formas de regularlas; cómo afectan estas regulaciones de las suspensiones y las imperfecciones del camino, el desempeño de la motocicleta; y cómo es posible realizar la optimización a las suspensiones. A continuación, se define el modelo dinámico donde se explica el tipo de motocicleta a utilizar y cuáles son sus características. Luego, se explica las diferentes situaciones a las que se someterá el modelo dinámico para ver cómo se desempeña la motocicleta, y así poder restaurar el código en Matlab, donde se explica los cambios efectuados en el Fastbike y la lógica que se seguirá para encontrar las variables óptimas de la suspensión. Entonces, se realiza un análisis de sensibilidad para obtener un primer acercamiento de cómo se comporta la motocicleta a pequeñas modificaciones hechas en las suspensiones, donde se observa, por ejemplo: qué variables pueden afectar más este comportamiento. Luego, se realiza la optimización basada en un algoritmo genético que encuentra la Frontera de Pareto que, para una mejor visualización de datos, se hacen correlaciones de las variables de las suspensiones. Finalmente, de la realización de este proyecto se obtiene un código en Matlab que puede optimizar las suspensiones de las motocicletas en caminos off-road, en diferentes situaciones de conducción y para diferentes desempeños de las motocicletas. Además, se consigue las correlaciones que tienen las regulaciones de la suspensión de las motocicletas y así poder por un lado, mejorar la seguridad y/o confort al momento de conducir y por otro, ahorrar en modificaciones en la motocicleta (tales como cambios completos de resortes o amortiguadores).

In the present Memoria de título, we seek to restore and modify a code in Matlab that is capable of modeling the dynamics of the motorcycle on off-road for different driving situations, and thus be able to optimize the different variables that govern the motorcycle’s suspensions, based on the adherence of the wheels to the road and the comfort of the driver. Through the implementation of a multi-objective optimization. In the first place, an investigation is made on the dynamics of the motorcycle, as well as the operation of its suspensions and the ways to regulate them; how suspension regulations and road blemishes affect motorcycle performance; and how it is possible to perform the optimization to the suspensions. Next, the dynamic model is defined where the type of motorcycle to be used is explained and what its characteristics are. Then, the different situations to which the dynamic model will be subjected are explained to see how the motorcycle performs, and thus be able to restore the code in Matlab, where the changes made to the Fastbike are explained and the logic that will be followed to find the Optimal suspension variables. Then, a sensitivity analysis is carried out to obtain a first approximation of how the motorcycle behaves to small modifications made to the suspensions, where it is observed, for example: which variables can affect this behavior the most. Then, the optimization is carried out based on a genetic algorithm that finds the Pareto Frontier that, for a better visualization of the data, correlations of the suspension variables are made. Finally, from the realization of this project, a Matlab code is obtained that can optimize motorcycle suspensions on off-road, in different driving situations and for different motorcycle performances. In addition, the correlations that the motorcycle suspension regulations have are achieved and thus, on the one hand, improve safety and/or comfort when driving and, on the other, save on modifications to the motorcycle (such as complete changes of springs or dampers).