1. Trang Chủ
  2. Cơ khí - Chế tạo máy
  3. Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ tự động hóa: Thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó cứng phanh

Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ tự động hóa: Thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó cứng phanh

Mục đích của luận văn Thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó cứng phanh là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, đề xuất phương pháp và xây dựng chương trình dự báo phù hợp bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó phanh cứng trên xe ô tô. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN THỊ THẮM THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa Mã số : 62.52.02.16 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ TỰ ĐỘNG HÓA Đà Nẵng – Năm 2020 Công trìn

Thể loại Tài liệu miễn phí Cơ khí - Chế tạo máy

Số trang 25

Ngày tạo 4/8/2023 10:20:17 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.21 M

Tên tệp

Tải Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ tự động hóa: Thiết kế bộ ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN THỊ THẮM THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa Mã số : 62.52.02.16 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ TỰ ĐỘNG HÓA Đà Nẵng – Năm 2020
  2. Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN LÊ HÒA Phản biện 1: TS. Nguyễn Quốc Định Phản biện 2: TS. Võ Như Tiến Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 18 tháng 1 năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Trường ĐHBK - Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa điện, Trường ĐHBK - Đại học Đà Nẵng
  3. 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng xe ô tô ngày càng nhiều. Người ta dùng ô tô với nhiều mục đích khác nhau, nhất là vận chuyển hành khách, hàng hóa, giao thông công cộng,..Nhu cầu cao dẫn đến mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng nhiều nên tai nạn giao thông ngày càng cao. Do đó, để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô. Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, của ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS. Vì những lý do trên nên đề tài “Thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó cứng phanh” thực sự cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, đề xuất phương pháp và xây dựng chương trình dự báo phù hợp bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó phanh cứng trên xe ô tô. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống chống bó cứng phanh trên xe ô tô. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh và chống bó cứng cho các bánh xe ô tô. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu các tài liệu về bộ điều khiển PID.
  4. 2 - Nghiên cứu lý thuyết và xây dựng mô hình hoạt động của cơ cấu phanh ABS của ¼ xe. Nghiên cứu thực nghiệm: - Tất cả các công việc của đề tài được mô phỏng và kiểm chứng bằng phần mềm Matlab/simulink. 5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn Nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển hệ thống ABS làm việc tối ưu, nhằm ngăn chặn lốp xe bị khóa trong quá trình phanh khẩn cấp, điều kiện đường trơn trượt hoặc trong lúc hoản loạn của tài xế. Bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó phanh cứng trên xe ô tô có thể làm giảm độ trượt khi phanh cũng như khoảng cách và thời gian phanh, cải thiện hiệu quả phanh trên bề mặt phức tạp. 6. Bố cục - Lý do chọn đề tài - Mục đích nghiên cứu - Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu - Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn Ngoài phần mở đầu và kết thúc, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương với nội dung như sau: Chương 1 trình bày tổng quan hệ thống phanh ABS Trong chương 2, tác giả đề cập đến việc xây dựng mô hình toán học của hệ thống phanh chống bó cứng. Chương này mô tả động lực học, hệ thống phanh thuỷ lực của ¼ xe. Chương 3 mô phỏng và đánh giá kết quả được thực hiện trong MATLAB- Simulink về độ trượt, vận tốc bánh và khoảng cách dừng xe.
  5. 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH (ABS) 1.1. Giới thiệu chung về hệ thống ABS 1.1.1 Tổng quan Hệ thống chống bó cứng phanh - Antilock Brake System (ABS) được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh. Tuy nhiên, kết cấu của ABS lúc đó còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống. Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, của ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS. 1.1.2. Chức năng Hệ thống chống bó cứng phanh Antilock Brake System (ABS) là hệ thống chống trượt an toàn được sử dụng trên các phương tiện trong đường bộ, như ô tô, xe máy, xe tải và xe buýt. ABS hoạt động bằng cách ngăn chặn các bánh xe bị khóa trong khi phanh, do đó duy trì khả năng tiếp xúc chủ động với mặt đường. ABS là một hệ thống tự động sử dụng các nguyên tắc phanh ngưỡng và phanh nhịp, các kỹ thuật đã từng được thực hiện bởi những người lái xe khéo léo trước khi ABS được phổ biến rộng rãi. ABS hoạt động với tốc độ nhanh hơn nhiều và hiệu quả hơn hầu hết các quá trình điều khiển có thể quản lý. Mặc dù ABS thường cung cấp khả năng kiểm soát xe được cải thiện và giảm khoảng cách dừng
  6. 4 trên bề mặt khô và một số bề mặt trơn trượt, trên bề mặt sỏi lỏng hoặc tuyết phủ, ABS có thể tăng đáng kể khoảng cách dừng xe, trong khi vẫn cải thiện khả năng kiểm soát được hướng lái. Trên các xe ô tô hiện đại, người ta sử dụng hệ thống phanh ABS, đây là hệ thống phanh điều khiển c h o phép tự động điều khiển áp suất trong dẫn động phanh ra các bánh xe, sao cho duy trì được độ trượt của bánh xe trong quá trình phanh nằm trong vùng độ trượt tối ưu. Nhờ tính năng điều khiển này, trong quá trình phanh, xe vừa có hiệu quả phanh cao vừa ổn định hướng và có tính năng điều khiển tốt như Hình 1.2 Hình 1.2. Quỹ đạo xe khi phanh có ABS và không có ABS 1.2. Cấu tạo Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) gồm 3 khối chính Hình 1.3 - Tín hiệu đầu vào (cảm biến) bao gồm cảm biến tốc độ bánh xe, công tắc chân phanh. - Bộ điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit), đồng thời là máy phát điện.
  7. 5 Hình 1.3. Cấu tạo ABS - Cơ cấu chấp hành (đầu ra) bao gồm các van điện từ điều khiển dòng dầu phanh vào/ra xy lanh bánh xe, bơm dầu phanh, đèn báo phanh và giắc chuẩn đoán. 1.2.1. Tín hiệu đầu vào (cảm biến) Làm nhiệm vụ chuyển giao các thông tin về trạng thái làm việc của hệ thống dưới dạng các tín hiệu điện, cụ thể là dạng xung, on-off,... Trong đó, bộ phận quan trọng nhất chính là các cảm biến tốc độ bánh xe. Nó sẽ giúp hộp điều khiển biết được tình trạng hoạt động của bánh xe đang ở tốc độ bao nhiêu (km/h), có đang bị bó cứng hay không (khi bó cứng tốc độ bằng 0). Tín hiệu từ công tắc chân phanh sẽ cho biết trạng thái hoạt động của bàn đạp phanh, khi xe đang thực hiện phanh thì đèn sẽ phát sáng ở phía sau xe để các phương tiện di chuyển xung quanh nhận biết. 1.2.2. Bộ điều khiển điện tử trung tâm ECU Bộ vi xử lý, hay còn gọi là ECU thực hiện công việc tiếp nhận các thông tin từ cảm biến tốc độ bánh xe trong khối “các tín hiệu đầu vào”, sau đó sẽ phân tích và cho biết bánh xe đang quay với
  8. 6 tốc độ bao nhiêu, có bị bó cứng hay không. Tiếp đến, ECU sẽ truyền lệnh xử lý đến đầu ra. Khi xe đang di chuyển mà ta thắng lại, ban đầu các bánh xe sẽ trong trạng thái bó cứng. Để biết được điều này, cảm biến tốc độ bánh xe sẽ truyền thông tin trạng thái của xe ô tô đến bộ vi xử lý, ECU sẽ phân tích và kết luận xe bị bó cứng phanh, cuối cùng nó sẽ kích hoạt mở van điện từ xả áp suất dầu phanh của xy lanh bánh xe về hệ thống bơm, và bánh xe thực hiện việc quay bình thường. 1.2.3. Cơ cấu chấp hành Khối các thiết bị đầu ra đóng vai trò quyết định thực thi các nhiệm vụ theo chức năng, dựa vào tín hiệu điều khiển từ ECU. Bao gồm có các van điện từ, mô tơ bơm dầu phanh, tín hiệu dùng để chẩn đoán lỗi hệ thống và cuối cùng là đèn cảnh báo lỗi hệ thống phanh. Trong đó, mô tơ bơm dầu phanh làm nhiệm vụ tạo ra dòng dầu phanh có áp suất để bơm vào hệ thống khi các van điện từ mở, để phanh bánh xe lại. Còn các van điện từ giúp đóng mở các cửa dầu phanh khi hệ thống ABS hoạt động. 1.3. Nguyễn lý hoạt động hệ thống phanh ABS ABS hoạt động dựa vào các cảm biến tốc độ trên từng bánh xe, gửi thông tin về cho ECU và từ đó ECU sẽ biết được vận tốc quay trên từng bánh xe và phát hiện được bánh xe nào có hiện tượng bị “bó cứng” khi người lái đạp phanh đột ngột. Do đó, hiện tượng bánh xe bị trượt khỏi mặt đường. Nếu xe không được trang bị ABS thì khi bánh xe rơi vào tình trạng bị trượt, tức độ bám đường giảm xuống thấp hơn mức cho phép của bánh xe, sẽ dẫn tới lực truyền cho bánh xe từ động cơ không giúp cho xe tiến lên mà ngược lại gây ra sự mất kiểm soát. Lúc này, khi bánh xe rơi vào tình trạng bị trượt, tức độ bám đường giảm xuống thấp hơn mức cho phép của bánh xe, sẽ dẫn tới lực truyền cho
  9. 7 bánh xe từ động cơ không giúp cho xe tiến lên mà lại gây ra sự mất kiểm soát. Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS Khi xe có ABS, bộ xử lý của hệ thống dựa vào các thông số mà các cảm biến vận tốc và cả thao tác của người lái để đưa ra những áp lực phanh tối ưu nhất cho từng bánh xe, đảm bảo tính ổn định của xe và vẫn cho phép người lái kiểm soát được hướng đi của xe 1.4. Điều khiển hệ thống ABS Trong quá trình điều khiển phanh, chính là điều khiển lực phanh sinh ra tại các bánh xe. Tuy nhiên lực phanh tại các bánh xe là giá trị rất khó xác định được. Vì vậy, để điều khiển lực phanh, người ta nghĩ tới việc điều khiển hệ số trượt giữa lốp xe và mặt đường như Hình 1.13. Khi duy trì hệ số trượt nằm trong vùng nhất định thì giá trị lực phanh sẽ lớn nhất và giá trị lực ngang vẫn còn khá cao đảm bảo hiệu quả phanh cao cũng như ổn định hướng khi phanh.
  10. 8 Hình 1.13. Vùng hệ số trượt có lực phanh lớn Việt Nam đã có một số nghiên cứu tiếp cận với hệ thống phanh ABS. Những nghiên cứu ban đầu đa số là nghiên cứu lý thuyết và mô phỏng hệ thống ABS bằng các phần mềm mô phỏng. Những nghiên cứu này chủ yếu quan tâm tới hiệu quả của ABS trong quá trình phanh, ảnh hưởng tới động lực học của xe. Phương pháp điều khiển PID được sử dụng để kiểm soát hoạt động hệ thống ABS, đây là phương pháp điều khiển phổ biến nhất và đang được sử dụng rộng rãi trong việc kiểm soát quá trình phanh xe, đáp ứng thời gian thực tốt, dễ thực hiện... nó sẽ tính toán giá trị "sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông số biến đổi và giá trị đặt mong muốn. 1.5. Kết luận. Trong chương này đã giới thiệu tổng quan, chức năng hệ thống chống bó cứng phanh cũng như trình bày cơ bản về cấu tạo của hệ thống phanh ABS như cảm biến, bộ điều khiển điện tử trung tâm và cơ cấu chấp hành và trình bày nguyên lý hoạt động ABS.
  11. 9 CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ABS 2.1. Mô hình hệ thống phanh 1/4 xe 2.1.1. Động lực học của xe và bánh xe Về cơ bản, mô hình cho toàn bộ xe có kể đến ảnh hưởng của tất cả các yếu tố là rất phức tạp cho bài toán thiết kế hệ thống điều khiển phanh, do đó, trong luận văn này một mô hình đơn giản nhưng vẫn có thể thể hiện đầy đủ những đặc trưng cơ bản của hệ thống phanh được sử dụng, đó là mô hình hệ thống phanh cho ¼ xe như Hình 2.1. Ngoài ra, để xây dựng mô hình toán của hệ thống phanh phục vụ cho bài toán điều khiển sau này, thì một số giả thuyết sau được sử dụng: Xe chuyển động theo phương thẳng và trên mặt đường phẳng, do đó, bỏ qua các lực tác dụng theo phương ngang - Bỏ qua chuyển động của xe theo phương ngang và phương thẳng đứng - Bỏ qua ảnh hưởng của hệ thống giảm xóc, coi khối lượng của ¼ xe được phân bố tập trung trên bánh xe. - Bỏ qua lực cản của gió lên chuyển động của xe Hình 2.1. Động lực học 1/4 xe
  12. 10 Áp dụng định luật Newton cho chuyển động của xe, ta có dv m   Fx (2.1) dt Trong đó, m là khối lượng của ¼ xe, v là vận tốc chuyển động của xe, Fx là lực ma sát giữa bánh xe với mặt đường. Lực ma sát này được mô tả bởi định luật Coulomb như sau: Fx      Fz      mg (2.2) Trong đó, µ(λ) là hệ số ma sát, g là gia tốc trọng trường. Khi tác động lực phanh lên bánh xe, thì tốc độ quay của bánh xe sẽ giảm và do đó vận tốc của xe cũng giảm theo. Áp dụng định luật Newton cho chuyển động quay của bánh xe, ta có: d (2.3) J  Fx R  Tb dt Trong đó, J là mô men quán tính, ω là vận tốc góc của bánh xe, R là bán kính của bánh xe, Tb là mô men phanh tác dụng lên bánh xe. Trong điều kiện lái xe không phanh, vận tốc xe (v) gần như bằng vận tốc bánh xe (ωR). Tuy nhiên, khi có lực phanh tác dụng, vận tốc xe và vận tốc bánh xe sẽ không bằng nhau. Sự khác biệt giữa vận tốc bánh xe và vận tốc xe được xác định là Hệ số trượt và cho bởi công thức sau: v  R  (2.7) v Dễ thấy, trong mọi điều kiện giá trị của nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Khi bánh xe bị khóa hoàn toàn ( , khi đó , tức là xe bị trượt hoàn toàn trên đường. Khi không có lực phanh tác dụng thì vận tốc của bánh xe được chuyển đổi hoàn toàn thành vận tốc chuyển động của xe, nghĩa là 2.1.2. Quan hệ giữa hệ số ma sát và hệ số trượt Từ phương trình (2.2), ta thấy hệ số ma sát μ phụ thuộc chủ
  13. 11 yếu vào tỷ số trượt λ và các tham số khác như vận tốc của xe v, điều kiện mặt đường (nghĩa là mặt đường khô, ướt, …), chất lượng của lốp xe,…Một trong những mô hình được sử dụng rất nhiều đó là mô hình của Pacejka [1]        D sin C tan 1 B  E  B  tan 1  B     (2.8) Trong đó, các hệ số B, C, D, E phụ thuộc vào từng loại mặt đường được mô tả như Bảng 2.1: Bảng 2.1. Tham số của mô hình theo phương trình (2.8) đối với các loại mặt đường khác nhau Loại mặt đường B C D E Mặt đường khô 10 1.9 1 0.97 Mặt đường ướt 12 2.3 0.82 1 Mặt đường tuyết 5 2 0.3 1 Mặt đường đóng băng 4 2 0.1 1 Đồ thị biểu diễn quan hệ (2.8) với các loại mặt đường khác nhau được mô tả như trong Hình 2.2. Hình 2.2. Quan hệ μ(λ) theo mô hình của Pacejka.
  14. 12 Một mô hình khác của hệ số ma sát được đề xuất bởi Petersen được mô tả như sau:      C1 1  e  C2   C3  e C4v (2.10) Trong luận văn này, mô hình Petersen ở phương trình (2.10) được sử dụng. Tổng hợp lại ta có hệ phương trình mô tả động lực học của hệ thống phanh như sau:  dv  m       mg dt   d (2.11)  J      mgR  Tb  dt  v  R   v        C1 1  e  C2    C3  eC4v  2.2. Bộ điều khiển PID 2.2.1. Cấu trúc bộ điều khiển PID Bộ điều khiển PID - bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (Proportional Integral Derivative) là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển (bộ điều khiển) tổng quát được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp. Bộ điều khiển PID là bộ điều khiển được sử dụng nhiều nhất trong các bộ điều khiển phản hồi. Bộ điều khiển PID sẽ tính toán giá trị "sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông số biến đổi và giá trị đặt mong muốn. Bộ điều khiển gồm 3 khâu: Khâu khuếch đại (P); tích phân (I); vi phân (D). Các sử dụng và giá trị chỉnh định chúng để nhận được đáp ứng mong muốn. Trong phần này chúng ta sẽ để cập đến hệ thống có phản hồi đầu ra. Cấu trúc bộ PID như Hình 2.3.
  15. 13 Hình 2.3. Cấu trúc bộ điều khiển PID. Trong đó: Plant/Proces là đối tượng cần điều khiển (ABS). Hàm truyền của bộ điều khiển PID có dạng sau: de(t ) u(t )  K p e(t )  K D  K I  e(t )dt (2.11) dt 2.2.2. Đặc điểm của các khâu P, I và D Bộ điều khiển tỉ lệ P giúp giảm thời gian đáp ứng; giảm sai lệch tĩnh nhưng không triệt tiêu được sai lệch tĩnh.. Bộ điều khiển tích phân I có khả năng triệt tiêu sai lệch tĩnh; nhưng nó có thể làm cho đáp ứng quá độ tồi tệ hơn. Giá trị càng lớn kéo theo sai số ổn định bị khử càng nhanh. Đổi lại là độ vọt lố (độ quá điều chỉnh) càng lớn. Bộ điều khiển vi phân D giúp giảm độ quá điều chỉnh; cải thiện đáp ứng quá quá độ của hệ thống. 3.3. Thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ thống ABS Mục tiêu của ABS là điều khiển lực phanh tác dụng lên bánh xe và do đó điều khiển tốc độ quay của bánh xe (ω) sao cho đạt được tỷ số trượt (λ) mong muốn mà ở đó hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường (μ) là cực đại. Khi đạt được điều này sẽ dẫn tới: Thứ nhất, vì lực ma sát là cực đại nên sẽ giảm được khoảng cách dừng xe khi phanh, thứ hai, vì bánh xe không bị khóa (ω ≠ 0) nên trong quá trình phanh vẫn có thể điều khiển xe qua trái, qua phải để tránh chướng ngại vật.
  16. 14 Từ đồ thị quan hệ giữa tỷ số trượt và hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường ta thấy tùy vào tính chất của mặt đường mà hệ số ma sát đạt giá trị cực đại tại các giá trị khác nhau của tỷ số trượt. Do đó, trong luận văn này tỷ số trượt mong muốn được lựa chọn là 0,2. Cấu trúc hệ thống điều khiển phản hồi được mô tả như trong Hình 2.8. Hình 2.8. Cấu trúc của hệ thống điều khiển ABS Trong đó, đối tượng của hệ thống điều khiển là mô hình hệ thống phanh cho ¼ xe được mô tả bởi các phương trình (2.1), (2.3) và (2.7). Cơ cấu chấp hành biến đổi tín hiệu điều khiển thành mô men phanh (Tb) tác dụng lên bánh xe. Trong luận văn này cơ cấu chấp hành được chọn là hệ thống thủy lực, kết hợp với khâu bang- bang, Hình 2.9 [2]. Hình 2.9. Cơ cấu chấp hành của hệ thống ABS 2.4. Kết luận Trong chương này đã trình bày mô hình toán của hệ thống phanh ¼ xe, trong đó đã dẫn ra các phương trình mô tả động lực học của xe, động lực học của bánh xe và quan hệ giữa tỷ số trượt với hệ số ma sát ứng với các loại mặt đường khác nhau.
  17. 15 CHƢƠNG 3 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Ở chương này, trình bày mô hình và thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ thống chống bó cứng phanh ABS. Dựa trên hệ thống đã được thiết kế, sử dụng phần mềm Matlab/Simulink. Tham số mô phỏng hệ thống của bộ điều khiển được thể hiện ở bảng 3.1 [4] Bảng 3.1. Tham số mô phỏng. Stt Tham số Ý nghĩa Giá trị 1 g Gia tốc trọng trường 9,8 (m/s) 2 v0 Vận tốc ô tô trước khi phanh 17,5 (m/s) 3 Tb Momen phanh 0.01(Nm) 4 m Khối lượng 342 (Kg) 5 Rw Bán kính bánh xe 0.33 (m) 6 Rf Số lượng bánh xe 1 7 PBmax Mo mem xoắn tối đa 1.200 Nm 3.1. Mô phỏng hệ thống ABS vòng hở (chƣa có điều khiển) 3.1.1. Sơ đồ mô phỏng Hình 3.1. Hệ thống ABS chưa có điều khiển
  18. 16 3.1.2. Kết quả mô phỏng Dựa trên sơ đồ mô phỏng ở Hình 3.1, ta có kết quả vận tốc dài và vận tốc dài quy đổi của bánh xe được thể hiện như Hình 3.2. Hình 3.2. Vận tốc bánh và vận tốc xe khi chưa điều khiển. Trong đó, đường màu đỏ chỉ tín hiệu vận tốc bánh xe và đường màu xanh là vận tốc của xe. - Khoảng cách dừng xe được mô tả như Hình 3.3. Hình 3.3. Khoảng cách dừng xe khi chưa có điều khiển.
  19. 17 Trong đó, đường màu xanh chỉ tín hiệu khoảng cách dừng xe. Từ đồ thị Hình 3.3, ta thấy thời gian dừng xe 5,6 giây và khoảng cách dừng xe là 81,2 m. 3.2. Mô phỏng hệ thống ABS vòng kín (có điều khiển) 3.2.1. Bộ điều khiển tỷ lệ (P) 3.2.1.1. Sơ đồ mô phỏng Hình 3.7. Hệ thống ABS có điều khiển (P). 3.2.1.2. Kết quả mô phỏng - Sự biến thiên của hệ số trượt theo thời gian được mô tả như Hình 3.9. Hình 3.9. Sự biến thiên của hệ số trượt theo thời gian (P)
  20. 18 3.2.2. Bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI) 3.2.2.1. Sơ đồ mô phỏng Hình 3.12. Điều khiển phản hồi kiểu (PI) 3.2.2.2 Kết quả mô phỏng - Khoảng cách dừng được thể hiện ở Hình 3.17 Hình 3.17. Khoảng cách dừng xe khi có điều khiển (PI). Đường tín hiệu màu xanh mô tả khoảng cách dừng xe.Trong trường hợp này, ta thấy thời gian dừng là 5,4 giây và khoảng cách dừng là 79,77m. Như vậy, thời gian và khoảng cách dừng xe được giảm so với hệ thống ABS không có điều khiển.
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược