Implementation in embedded systems of state observers based on multibody dynamics

Resumen

La simulación se ha convertido en una importante herramienta para la industria que permite minimizar tanto costes como tiempo de desarrollo y test de nuevos productos. En automoción, el uso de la simulación se extiende al desarrollo de sensores virtuales. Mediante un modelo preciso de un vehículo combinado con un observador de estados, variables que son caras o imposibles de medir pueden ser estimadas. La principal limitación para utilizar sensores virtuales en los vehículos es la baja potencia computacional de los procesadores instalados a bordo, debido a los estrictos requisitos impuestos por los standards de automoción. Con el hardware de nueva generación, el poder de cálculo de las plataformas empotradas se ha visto incrementado. Estos nuevos procesadores son del tipo heterogéneo, donde el procesador principal se complementa con un co-procesador, como una Field Programmable Gate Array (FPGA). Esta tesis explora la implementación de un observador de estados basado en un modelo multicuerpo de un vehículo en hardware empotrado de nueva generación. Se han probado diferentes implementaciones para evaluar las ventajas de disponer de una FPGA en el procesador. Se ha desarrollado un nuevo observador de estados, parámetros y entradas que permite obtener estimaciones de gran precisión. Combinando dicho observador con un eficiente modelo multicuerpo de un vehículo, se consigue rendimiento en tiempo real.