RESUMO

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A suspensão veicular é a interface entre a plataforma do veículo e a superfície da estrada. Ela atenua as perturbações provenientes do solo, controla e mantém o ângulo e a altura adequados do veículo em relação a superfície da estrada. Por definição, todo elemento que participa da rigidez, conforto e estabilidade do veículo compõe o sistema de suspensão. Um sistema de suspensão passivo possui molas e amortecedores imutáveis. Em sistemas ativos, as propriedades são alteradas pelo controlador automático. Em geral, sistemas autonivelantes usam molas pneumáticas, para suspender a carroceria do veículo. Seu curso da suspensão ou ângulo da carroceria são monitorados para garantir o ângulo adequado entre a superfície do solo e o veículo. Porém, sistemas como o ativo, semiativo ou autonivelante equipam apenas veículos de alto padrão. Desta forma, muitos usuários convertem o sistema de suspensão passivo original para um sistema pneumático que não monitora nenhum aspecto do veículo e nem possui um controle automático. É o condutor quem define as propriedades das molas de ar. Logo, este sistema não atende aos propósitos de um sistema de suspensão. Neste contexto, este trabalho apresenta um sistema de suspensão pneumática oferecido no mercado de autopeças, associado a um controle automático que atua sobre as molas de ar sob condições estacionárias. Esta pesquisa foi dividida em duas partes. O TICT I fundamenta o tema referente aos sistemas de suspensão veicular com as equações que modelam a dinâmica de sistemas pneumáticos e de suspensão veicular. O TICT II foi dedicado ao projeto do sistema de controle automático, onde foram empregados os modelos matemáticos da mola pneumática obtidos no TICT I. O projeto do sistema de controle automático foi dividido em dois subsistemas: (i) o subsistema de controle, que conta com um transdutor de ângulo para medir a inclinação da carroceria, e quatro controladores PI, que atuam sobre as molas e; (ii) o subsistema de acionamento, composto por quatro conjuntos formados por uma mola pneumática e um par de eletroválvulas. O controlador foi projetado pela abordagem clássica da teoria de controle e sintonizado por meio de simulações no MATLAB. Os parâmetros obtidos, foram configurados no sistema embarcado, para validar o desempenho do sistema de controle automático. A validação contou com a implementação de um conjunto de atuação, um controlador PI e um transdutor de ângulo. Como resultados neste trabalho obteve-se: um modelo matemático do comportamento de uma mola pneumática sob condições estacionárias; os ensaios usados para a obtenção das curvas de regressão polinomial das molas e; o projeto e a implementação do protótipo do sistema de controle. Os ensaios de validação demonstraram que o sistema de controle automático desenvolvido mantém a altura definida para cada mola, garantindo a inclinação e a rigidez desejadas, mesmo em situações de sobrecarga do sistema de suspensão.