Relazione Tecnica - Interfaccia di controllo per veicolo dinamometrico (Rapporto Tecnico 15.19)

È stato richiesta l'esecuzione di prove su trattrici agricole riconducibili alla procedura DLG denominata PowerMix. Questa prevede che siano applicati contemporaneamente carichi resistenti al sistema idraulico di potenza della trattrice agricola abbinati a carichi resistenti al sistema di propulsione. Per poter eseguire queste operaioni è necessario poter controllare in maniera automatica il carico esercitato in trazione da un veicolo dinamometrico secondo una curva di carico predeterminata e ripetibile. Quello in dotazione ad IMAMOTER era controllato esclusivamente in maniera manuale. In questa prima realizzazione, considerati i tempi ristretti per la progettazione e messa a punto del sistema richiesti per assolvere al contratto di ricerca, è stato adottata la soluzione di integrazione dell'hardware esistente (Arduino UNO) con il controllo del sistema in catena aperta. Questa soluzione ha consentito di mantenere gli scostamenti tra setpoint e valore reale entro l'11%. In particolare sono stati intercettati i segnali di comando della frenatura gestiti da PLC e resi accessibili dall'esterno. In seguito è stata effettuata la caratterizzazione della risposta del sistema fornendo in ingresso un segnale in tensione nel range 0-12V, esattamente come quello fornito dai potenziometri manuali esistenti, misurando la forza resistente prodotta sugli assali mediante la cella di carico di cui è equipaggiato il veicolo. Questa operazione è stata effettuata per ogni singolo canale, corrispondente ad ognuno (2) degli assali frenati del veicolo dinamometrico. Dall'analisi dei dati ottenuti, si sono ricavate le equazioni caratteristiche tensione/forza che sono state in seguito utilizzate nello sviluppo del software di gestione del sistema. La parte hardware consiste in una parte "intelligente" in grado di interpretare i comandi inviati da pc (tramite porta seriale virtualizzata via USB) e convertirli dapprima in un segnale PWM con duty cycle variabile tra 0 e 100% e successivamente, tramite un'interfaccia optoisolata, nel livello di tensione voluto nel range 0-12V. Il sistema di controllo realizzato consente di regolare in maniera automatica e predeterminata la frenatura del veicolo dinamometrico nel range 0-100% corrispondente a valori in forza tra 4.3 e 34.7 kN. I punti critici del sistema sono i tempi di risposta e la ridotta precisione nella regolazione. Il primo non può essere modificato in quanto è dettato dalla dinamica intrinseca del sistema, mentre la seconda può essere migliorata con l'adozione di un sistema di controllo in catena chiusa.