Model-based and algorithmic tool development for the analysis of the Boom Suspension systems on the FluxJet vehicle

Herraiz Barca, David

Model-based and algorithmic tool development for the analysis of the Boom Suspension systems on the FluxJet vehicle

[ES] Los sistemas mecatrónicos modernos son indispensables en la ingeniería de transporte actual, sin embargo, su desarrollo es un desafío debido a la complejidad multidisciplinaria que involucra aspectos de ingeniería mecánica, eléctrica y de software. En este contexto, el innovador vehículo TransP...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor:	Herraiz Barca, David
Tipo de recurso:	tesis de maestría
Fecha de publicación:	2024
País:	España
Institución:	Universitat Politècnica de València (UPV)
Repositorio:	RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valéncia
Idioma:	inglés
OAI Identifier:	oai:riunet.upv.es:10251/212258
Acceso en línea:	https://riunet.upv.es/handle/10251/212258
Access Level:	acceso abierto
Palabra clave:	MBSE Hyperloop MATLAB Capella ARCADIA INGENIERIA DE SISTEMAS Y AUTOMATICA Máster Universitario en Ingeniería Industrial-Màster Universitari en Enginyeria Industrial

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description	[ES] Los sistemas mecatrónicos modernos son indispensables en la ingeniería de transporte actual, sin embargo, su desarrollo es un desafío debido a la complejidad multidisciplinaria que involucra aspectos de ingeniería mecánica, eléctrica y de software. En este contexto, el innovador vehículo TransPod "FluxJet", un híbrido entre un avión y un tren representa un sistema mecatrónico tan complejo. El FluxJet opera dentro de una infraestructura especializada llamada FluxWay. Las fuerzas magnéticas generadas por motores de inducción lineal permiten que el FluxJet se eleve y se desplace dentro del FluxWay, que se mantiene a una baja presión ambiental cercana al vacío. Esta configuración minimiza la fricción y la resistencia del aire, mejorando así la eficiencia del vehículo. El sistema general del FluxJet incluye varios subsistemas Boom Suspension (BS) que conectan activamente el cuerpo del vehículo con componentes externos, como motores lineales, sistemas de ruedas y colectores de corriente. Dada la variedad de componentes externos y requisitos funcionales, el diseño del sistema BS debe ser adaptable a los diferentes prototipos de FluxJet para cumplir con las restricciones operativas y de diseño. Este trabajo tiene como objetivo definir una base de diseño reutilizable y basada en parámetros para los sistemas BS. El proceso de desarrollo del sistema BS se analiza utilizando el Modelo V propio de la Ingeniería de Sistemas. La incorporación de métodos de Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE) ayuda a establecer la estructura y el comportamiento del sistema mecatrónico y la relación entre los requisitos y las soluciones, aportando así transparencia en el proceso de desarrollo. Se programa una herramienta algorítmica para permitir a los ingenieros del sistema analizar el comportamiento del sistema BS. Esta herramienta es fundamental para evaluar diferentes configuraciones del sistema e identificar soluciones localmente óptimas, asegurando que el diseño elegido cumpla con todos los requisitos mientras se optimiza la eficiencia y rendimiento del sistema. Establecer este enfoque mejora la adaptabilidad del proceso de diseño de los sistemas BS en futuras iteraciones del FluxJet y facilita la identificación rápida de soluciones efectivas para nuevos prototipos y cargas útiles, reduciendo el tiempo requerido para el proceso de diseño y asegurando que cada configuración cumpla con las restricciones operativas y los requisitos de rendimiento específicos.
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El FluxJet opera dentro de una infraestructura especializada llamada FluxWay. Las fuerzas magnéticas generadas por motores de inducción lineal permiten que el FluxJet se eleve y se desplace dentro del FluxWay, que se mantiene a una baja presión ambiental cercana al vacío. Esta configuración minimiza la fricción y la resistencia del aire, mejorando así la eficiencia del vehículo. El sistema general del FluxJet incluye varios subsistemas Boom Suspension (BS) que conectan activamente el cuerpo del vehículo con componentes externos, como motores lineales, sistemas de ruedas y colectores de corriente. Dada la variedad de componentes externos y requisitos funcionales, el diseño del sistema BS debe ser adaptable a los diferentes prototipos de FluxJet para cumplir con las restricciones operativas y de diseño. Este trabajo tiene como objetivo definir una base de diseño reutilizable y basada en parámetros para los sistemas BS. El proceso de desarrollo del sistema BS se analiza utilizando el Modelo V propio de la Ingeniería de Sistemas. La incorporación de métodos de Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE) ayuda a establecer la estructura y el comportamiento del sistema mecatrónico y la relación entre los requisitos y las soluciones, aportando así transparencia en el proceso de desarrollo. Se programa una herramienta algorítmica para permitir a los ingenieros del sistema analizar el comportamiento del sistema BS. Esta herramienta es fundamental para evaluar diferentes configuraciones del sistema e identificar soluciones localmente óptimas, asegurando que el diseño elegido cumpla con todos los requisitos mientras se optimiza la eficiencia y rendimiento del sistema. Establecer este enfoque mejora la adaptabilidad del proceso de diseño de los sistemas BS en futuras iteraciones del FluxJet y facilita la identificación rápida de soluciones efectivas para nuevos prototipos y cargas útiles, reduciendo el tiempo requerido para el proceso de diseño y asegurando que cada configuración cumpla con las restricciones operativas y los requisitos de rendimiento específicos.[EN] Modern mechatronic systems are indispensable in today's transportation engineering, yet their development is challenging due to the cross-domain complexity involving mechanical, electrical and software engineering aspects. In this context, the innovative TransPod vehicle "FluxJet," a hybrid between an airplane and a train, represents such a complex mechatronic system. The FluxJet operates within a specialized infrastructure called the FluxWay. Magnetic forces generated by linear induction motors allow the FluxJet to lift and thrust within the FluxWay, which is maintained at a low ambient pressure near vacuum. This setup minimizes friction and air resistance, thereby enhancing the efficiency of the vehicle. The overall "FluxJet" system includes several Boom Suspension (BS) subsystems that actively connect the vehicle's body to external components (payloads), such as linear motors, wheel systems, and current collectors. Given the variety of payloads and functional requirements, the design of the BS system must be adaptable across different FluxJet prototypes to meet specific operational and design constraints. This thesis aims to define a reusable, parameter-based design foundation for Boom Suspension systems. The development process for the BS system is analysed using the V-Model as a Systems Engineering process. Incorporating Model-Based Systems Engineering (MBSE) methods helps establish the structure and behaviour of the mechatronic system and the relationship between requirements and solutions, thereby contributing transparency to the development process. An algorithmic tool is programmed to enable system engineers to analyse the BS system behaviour. This tool is fundamental for assessing different configurations of the system and identifying locally optimal solutions, ensuring that the chosen design meets all requirements while being optimized for efficiency and performance. Establishing this approach enhances the adaptability of the design process for BS systems in future iterations of the FluxJet and facilitates the rapid identification of effective solutions for new prototypes and payloads, reducing the time required for the design process while ensuring that each configuration meets specific operational constraints and performance requirements.Universitat Politècnica de ValènciaSolanes Galbis, Juan ErnestoDepartamento de Ingeniería de Sistemas y AutomáticaInstituto de Diseño para la Fabricación y Producción AutomatizadaEscuela Politécnica Superior de AlcoyRepositorio Institucional de la Universitat Politècnica de València Riunet20242024-11-2620242024-09-25master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://riunet.upv.es/handle/10251/212258reponame:RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valénciainstname:Universitat Politècnica de València (UPV)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Reserva de todos los derechoshttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:riunet.upv.es:10251/2122582026-06-13T07:49:27Z
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Model-based and algorithmic tool development for the analysis of the Boom Suspension systems on the FluxJet vehicle

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