(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động

(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình xe điện phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT Ô TÔ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH XE ĐIỆN PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU VỀ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG GVHD : SVTH : ThS NGUYỄN TRUNG HIẾU TRẦN LÊ THANH MINH LÊ MINH PHÚ SKL007905 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2018 LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn q thầy từ mơn Điện Tử Ơ tơ, thầy khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, người dìu dắt chúng em suốt thời gian học tập Được quý thầy cô tận tình dạy giúp đỡ từ kiến thức chuyên môn nhà trường đến thực tiễn sống giúp chúng em tiếp cận gần hiểu biết rõ ngành nghề mà chọn Từ tảng kiến thức hiểu biết vững giúp chúng em hồn thành tập đồ án hành trang để chúng em bước vào đời Hơn hết nhóm gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Giảng viên NGUYỄN TRUNG HIẾU Giáo viên hướng dẫn đề tài, người thầy tận tình hướng dẫn, bảo kịp thời, tạo điều kiện, động viên giúp đỡ chúng em nhiều mặt tinh thần kiến thức để chúng em vượt qua ngày tháng khó khăn trình thực đồ án Bên cạnh chúng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè hết lòng ủng hộ, giúp đỡ góp ý cho nhóm em suốt q trình thực Mặc dù cố gắng nỗ lực nhiều, kiến thức ỏi thời gian nghiên cứu có hạn nên thành đạt khơng tránh khỏi thiếu sót Do chúng em kính mong nhận đóng góp, dạy q thầy để chúng em hồn thiện đồ án tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2018 Nhóm sinh viên thực TRẦN LÊ THANH MINH LÊ MINH PHÚ v TÓM TẮT Ngày ô nhiễm môi trường vấn đề nhức nhói xã hội mà ngun nhân từ nhà máy, xí nghiệp đặc biệt khí thải từ phương tiện giao thông sử dụng động đốt Nhằm hạn chế vấn đề trên, hãng xe thử nghiệm chế tạo mẫu xe sử dụng nguồn lượng mà chủ yếu ô tô điện Những xe điện cịn thơ sơ sử dụng ̣ thố ng lái, truyề n lực nặng nề, nguồn lượng hạn chế, chúng dần dầ n cải tiến hoàn thiện với nhiều hệ thống đại hỗ trợ người lái, phát minh không nhắc đến trình cải tiến vi sai điện tử Với ưu điểm sử dụng nguồn lượng sạch, loại bỏ chi tiết cồng kềnh, giá thành giảm, tăng công suất động cơ… dễ dàng nghiên cứu phát triển hệ thống điều khiển chuyển động nhằm hướng tới xe điện tự lái, đáp ứng nhu cầu ngày cao người tương lai Nắm xu hướng phát triển cơng nghiệp tơ, nhóm chúng em định chọn đề tài “Nghiên cứu thiế t kế và chế ta ̣o mô hình xe điê ̣n phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động” để thực tập đồ án vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU x DANH MỤC CÁC HÌ NH xi DANH MỤC CÁC BẢNG .xiv Chương TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.4 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN Ô TÔ ĐIỆN .3 1.6 GIỚI THIỆU VỀ VI SAI ĐIỆN TỬ .10 1.7 GIỚI THIỆU VỀ CARSIM 11 1.8 GIỚI THIỆU VỀ MATLAB/SIMULINK 12 1.9 GIỚI THIỆU VỀ BOARD MẠCH ARM STM32F407 13 1.10 GIỚI THIỆU VỀ CATIA .14 1.11 GIỚI THIỆU CHUNG VÀ SO SÁNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN 15 1.12 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BLDC 16 1.12.1 Ưu nhược điểm BLDC 16 1.12.2 Cấu tạo BLDC 17 1.12.3 Phần đứng yên Stator 17 1.12.4 Phần quay Rotor 19 1.12.5 Cảm biến vị trí Hall 19 Chương NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 21 2.1 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ 21 2.1.1 Ưu điểm động điện 21 2.1.2 Chọn loại động 21 2.1.3 Động In-Wheel 29 2.2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ĐIỀU KHIỂN 31 vii 2.2.1 Nghiên cứu thuật toán điều khiển vi sai điện tử 31 2.2.2 Thuật toán điều khiển PID 32 Chương THIẾT KẾ XE ĐIỆN TRÊN CATIA VÀ THI CÔNG XE ĐIỆN 35 3.1 THIẾT KẾ XE ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM CATIA 35 3.1.1 Thiết kế tổng quan 35 3.1.2 Thiết kế khung chịu lực 36 3.1.3 Thiết kế cầu sau 37 3.1.4 Thiết kế cầu trước 38 3.2 THI CÔNG XE ĐIỆN 38 3.2.1 Thi công tổng quan 38 3.2.2 Gắp đỡ bánh xe cầu sau 39 3.2.3 Cơ cấu điều chỉnh gắp xe cầu trước 40 3.2.4 Thi công hệ thống lái 40 3.2.5 Thi công sàn xe 41 3.2.6 Thi công hệ thống treo 42 3.2.7 Thi công phanh 43 3.2.8 Thiết kế bàn đạp ga 45 3.2.9 Thiết kế cần số lùi 45 3.2.10 Thiết kế cảm biến góc lái 46 3.2.11 Thi công điện thân xe 48 Chương TÍNH TỐN, LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN TRÊN MATLAB/SIMULINK VÀ CARSIM .50 4.1 TÍNH TỐN VÀ LẬP TRÌNH VI SAI ĐIỆN TỬ TRÊN SIMULINK 50 4.1.1 Sơ đồ thuật toán 50 4.1.2 Khối tính tốn tốc độ góc EDS 52 4.1.3 Bộ điều khiển PID 53 4.1.4 Khối đọc tín hiệu tốc độ góc bánh xe 55 4.1.5 Khối đọc tín hiệu bàn đạp ga, góc lái đo dòng điện bánh xe 57 4.1.6 Khối điều khiển tốc độ bánh xe 59 4.1.7 Khối đọc tín hiệu cơng tắc số tiến lùi 60 4.1.8 Khối điều khiển số tiến lùi 60 4.2 MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE TRÊN CARSIM 61 4.2.1 Xây dựng thiết lập số liệu để mô CARSIM 61 4.2.2 Giao tiếp CarSim Matlab/Simulink 66 4.2.3 Mô đánh giá 66 viii Chương QUÁ TRÌNH THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN 75 5.1 KẾT QUẢ NGHIỆM THU PHẦN CƠ KHÍ 75 5.2 THỬ NGHIỆM KHI XE CHẠY THẲNG 76 5.3 THỬ NGHIỆM KHI XE QUAY VÒNG 78 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN .82 6.1 NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT DƯỢC 82 6.2 HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI .82 6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 82 PHỤ LỤC 83 Hướng dẫn cài đặt thư viện WaijungBlockset vào thư viện Matlab/Simulink 83 Hướng dẫn kết nối USB UART CP2102 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ECU: Electronic Control Unit (Bộ điều khiển điện tử) EPS: Electric Power Steering (Hệ thống trợ lực lái điện) TP.HCM: Thành Phố Hồ Chí Minh BLDC: Brushless DC Motor (động chiều không chổi than) ĐCĐMC: Động điện chiều IM: Induction Mortor (động không đồng bộ) SynRM: Synchronous Reluctance Motor – SynRM (động từ trở đồng bộ) SRM: Switched Reluctance Motor (động từ trở thay đổi) IPM: Interior Permanent Magnet Motor (động đồng nam châm vĩnh cửu) EDS: Electronic Diferenttial System x DANH MỤC CÁC HÌ NH Hình 1 Con đường phát triển xe điện Hình Mơ hình xe điện phát minh Robert Anderson Hình Mơ hình xe điện phát minh Robert Davidson vào năm 1838 Hình Thomas Parker phát minh xe điện vào năm 1884 Hình Morrison hành khách xe điện ơng năm 1891 Hình Bài báo viết xe điện Riker năm 1896 Hình Xe điện La Jamias Contente 1899 .5 Hình Xe điện Phaeton de Wood 1902 Hình Xe điện Buick Skylark General Motors (GM) 1972 Hình 10 Xe điện Vanguard-Sebring CitiCar 1974 Hình 11 Xe điện GM EV1 1990 Hình 12 Xe điện Pinifarina Blue Car 2009 Hình 13 Xe điện hãng xe California Tesla Motors Hình 14 Mơ hình điều khiển vi sai điện tử cho xe điện có động In-Wheel 10 Hình 15 Phần mềm CarSim 11 Hình 16 Phần mềm MATLAB & SIMULINK 12 Hình 17 Board mạch ARM STM32F407 13 Hình 18 Phần mềm thiết kế CATIA V5-R21 14 Hình 19 Hai dạng sức phản điện động BLDC 18 Hình 20 Hai dạng sức phản điện động BLDC 19 Hình So sánh đặc tính làm việc động điện 22 Hình 2 Sơ đồ loại động sử dụng cho xe tơ điện 22 Hình Động điện chiều 23 Hình Động không đồng .24 Hình Cấu trúc động từ trở đồng bộ- SynRM 25 Hình Động từ trở thay đổi 26 Hình Đồ thị dạng sức phản điện động BLDC 26 Hình Đồ thị thể độ nhấp nhô Mô-men động BLDC 27 Hình So sánh cấu trúc động SPM IPM .28 Hình 10 So sánh điện cảm dọc trục ngang trục SPM IPM 28 Hình 11 Đặc tính Mơ-men vủa động IPM 29 Hình 12 Động BLDC trang bị cho xe điện 30 Hình 13 Mơ cấu trúc xoay vòng 31 Hình 14 Sơ đờ khớ i bơ ̣ điề u khiể n PID 33 Hình 15 Sơ đồ khối điều khiển có P 33 Hình 16 Sơ đồ khố i bô ̣ điề u khiể n chỉ có I 34 Hình 17 Sơ đờ khớ i bơ ̣ điề u khiể n chỉ có D 34 Hình Mơ thiết kế xe điện nhóm trước thi cơng CATIA 35 Hình Thiết kế xe điện phần mềm CATIA .36 Hình 3 Khung chịu lực thiết kế phần mềm CATIA 36 Hình Thiết kế cầu sau phần mềm CATIA 37 Hình Thiết kế cầu sau phần mềm CATIA 38 xi Hình Hình ảnh xe điện sau hoàn chỉnh .39 Hình Bản vẽ gắp đỡ cầu sau .39 Hình Cơ cấu điều chỉnh gắp xe cầu trước 40 Hình Cơ cấu lái sau hồn thành 41 Hình 10 Sàn xe đổ sợi composite .41 Hình 11 Hệ thống treo cầu trước 42 Hình 12 Hệ thống treo cầu sau .42 Hình 13 Tang trống ban đầu 43 Hình 14 Moayo sau gia công gắn đĩa phanh 44 Hình 15 Cơ cấu phanh hoàn chỉnh 44 Hình 16 Hệ thống phanh tay trang bị xe 44 Hình 17 Bàn đạp ga gắn xe .45 Hinh 18 Cần số lùi lắp xe 46 Hinh 19 Biến trở công nghiệp 47 Hinh 20 Cảm biến góc lái xe 47 Hinh 21 Sơ đồ mạch điện nối dây thiết bị 48 Hinh 22 Công tắc cấp nguồn trực tiếp cho mạch 48 Hinh 23 Công tắc xoay ấn công nghiệp 49 Hinh 24 Hộp điện lắp đặt xe 49 Hình Sơ đồ thuật tốn điều khiển bánh xe 50 Hình Sơ đồ khối điều khiển bánh 51 Hình Chương trình viết Matlab/Simulink 51 Hình 4 Chương trình tính tốn EDS 52 Hình Chương trình tính tốn EDS bên bánh trái 52 Hình Chương trình tính tốn EDS bên bánh phải .53 Hình Bộ tính tốn điều khiển thuật toán PID 54 Hình Khối Encoder Read 55 Hình Hai khối đo tốc độ bánh xe 56 Hình 10 Khối tính tốc độ góc .56 Hình 11 Khối lọc nhiễu 57 Hình 12 Khối Regular ADC 57 Hình 13 Khối tính tốn góc lái .58 Hình 14 Khối tính tốn tốc độ góc (giá trị mong muốn) .58 Hình 15 Khối tính tốn dịng điện động 59 Hình 16 Khối Regular DAC 59 Hình 17 Khối Digital Input 60 Hình 18 Khối điều khiển số tiến lùi 60 Hình 19 Cho ̣n thơng số kích thước dựa mơ hình thực tế 61 Hình 20 Khung xe thay đồi từ phần mềm CATIA .62 Hình 21 Bánh xe thay đổi từ phần mêm CATIA 62 Hình 22 Loại bỏ số chi tiết không cần thiết 63 Hình 23 Mô xe điện CARSIM sau thay đổi 63 Hình 24 Thiết lập thông số kỷ thuật cho trước 64 xii Hình 25 Thông số đầu xe 65 Hình 26 Thông số đầu vào xe 65 Hình 27 Chương trình giao tiếp Carsim Simulink 66 Hình 28 Biểu đồ góc đánh lái xe (φ=0.85) 66 Hình 29 Biểu đồ quỹ đạo xe (φ=0.85) 67 Hình 30 Biểu đồ thể Yaw rate xe (φ=0.85) .67 Hình 31 Biểu đổ cận tốc xe (φ=0.85) 68 Hình 32 Biểu đồ thể độ trượt bánh xe (φ=0.85) 68 Hình 33 Biểu đồ thể vận tốc bánh xe (φ=0.85) 69 Hình 34 Biểu đồ thể gia tốc dọc ngang xe (φ=0.85) .69 Hình 35 Biểu đồ thể gia tốc dọc dọc xe (φ=0.85) 70 Hình 36 Biểu đổ góc lái xe (φ=0.5) .70 Hình 37 Biểu đồ thể quỹ đạo xe (φ=0.5) 71 Hình 38 Biểu đồ thể Yaw rate xe (φ=0.5) .71 Hình 39 Biểu đồ thể tốc độ xe (φ=0.5) 72 Hình 40 Biểu đồ thể độ trượt bánh xe (φ=0.5) .72 Hình 41 Biểu đồ thể tốc độ bánh xe (φ=0.5) .73 Hình 42 Biều đồ thể độ trượt bên xe (φ=0.5) 73 Hình 43 Biểu đồ thể gia tốc ngang xe (φ=0.5) 74 Hình 44 Biểu đồ thể gia tốc dọc xe (φ=0.5) 74 Hình Chiếc xe sau hoàn thành 75 Hình Board điều khiển 76 Hình Đồ thị hiển thị tốc độ góc góc lái khơng .77 Hình Đồ thị thể dòng điện hai bánh xe 77 Hình 5 Tín hiệu góc lái xe quay vịng 78 Hình Kích thước đoạn đường quay vịng trái & phải 79 Hình Đoạn đường quay vòng trái thực tế 79 Hình Đoạn đường quay vòng phải thực tế 80 Hình Tốc độ góc hai bánh xe quay vịng .80 Hình 10 Đờ thi ̣gia tố c ̣c quay vòng .81 Hình 11 Đồ thi ̣gia tố c ngang quay vòng 81 Hình Giao diện Website Waijung Blockset (1) 83 Hình Giao diện Web Waijung Blockset (2) 83 Hình Biểu tượng phần mềm Matlab/Simulink 84 Hình Thư viện phần mềm Simulink (1) 84 Hình Thư viện phần mềm Simulink (2) 85 Hình Khối Demo Simulink 85 Hình 7 Kết nối UART với máy tính 86 xiii Hình 43 Biểu đồ thể gia tốc ngang xe (φ=0.5) Hình 4.43 cho ta thấy gia tốc ngang xe chênh lệch lớn, xe có vi sai điện tử gia tốc ngang phù hợp với quỹ đạo chuyể n động xe làm xe chuyển động ổn định, xe khơng có trang bị vi sai điện tử khơng đủ để đáp ứng chuyển động Hình 44 Biểu đồ thể gia tốc dọc xe (φ=0.5) Qua kết mơ nhóm đứa kết luận: Ngay cả điều kiện đường khơ có ̣ bám cao hay đường ướt có độ bám thấp xe có trang bị hệ thống vi sai điện từ đảm bảo xe chuyển động tốt, an toàn, giảm góc đánh lái bánh xe bị trượt quay vịng 74 Chương Q TRÌNH THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN 5.1 KẾT QUẢ NGHIỆM THU PHẦN CƠ KHÍ Phần khí xe nghiệm thu bao gồm:  Thành phẩm khung chịu lực  Hệ thống treo cầu trước, cầu sau  Hệ thống lái hoàn chỉnh  Sàn xe đảm bảo chịu tải  Thành phẩm hệ thống phanh hoàn chỉnh – 04 phanh đĩa cho 04 bánh  Hệ thống lái đảm bảo điều hướng khí chuyển động  Hệ thống điều chỉnh góc đặt bánh dẫn hướng tinh chỉnh phù hợp  04 bánh xe hoàn chỉnh với 02 bánh trước 02 bánh sau tích hợp HUB BLDC  Các chi tiết khí nhỏ khác (gá đỡ cảm biến, cần số, gá cơng tắc nguồn…) Hình Chiếc xe sau hoàn thành 75 5.2 THỬ NGHIỆM KHI XE CHẠY THẲNG Điều kiện thử nghiê ̣m góc lái khơng Trong q trình thử nghiệm, nhóm gặp phải khó khăn sau:  Tín hiệu từ cảm biến góc lái tín hiệu từ bàn đạp ga bị nhiễu chất lượng dây dẫn, chất lượng cảm biến chưa cao  Chất lượng đường thử hạn chế trường thời gian sữa chữa  Tín hiệu cảm biến từ cảm biến hall bị nhiễu  Tín hiệu điều khiển bị nhiễu từ motor motor sử dụng nam châm bên Vì vậy, dẫn đến việc điều khiển gặp khó khăn  Do cần số dạng cơng tắc trượt nên q trình thay đổi số tín hiếu bị nhiều làm ổn định cho hệ thống  Để khắc phục nhược điểm nhóm tiến hành thay dây dẫn, sử dụng hộp kim loại để cách nhiễu cho driver Hình Board điều khiển Khi cho xe chạy thẳng (góc lái xấp xỉ khơng):  Xe khởi động êm, bị giật sử dụng cần số đảo chiều (do hệ số PID cịn chưa xác độ nhiễu giá trị encoder đọc để xử lí thuật tốn) 76  Tốc độ hai bánh, bánh trái bánh phải có tốc độ giúp xe ổn định chạy thẳng Với việc sử dụng điều khiển PID giúp cho việc điều khiển tốc độ hai bánh đồng tốc đạt giá trị mong muốn nhanh Sai số tốc độ hai bánh so với tốc độ mong muốn tương đối nhỏ Hình Đồ thị hiển thị tốc độ góc góc lái khơng Đồ thị hình 5.3 cho ta thấy xe chạy thẳng với góc lái khơng lúc xe khởi động để tốc độ hai bánh trái bánh phải đạt gần giá trị mong muốn Nguyên nhân sai lệch giá trị mong muốn chế độ khơng tải, nên thực nghiệm trọng lượng xe nguồn điện dẫn đến sai lệch Hình Đồ thị thể dịng điện hai bánh xe Đồ thị hình 5.4 cho ta thấy: xe chạy thẳng điện áp bánh tiêu thụ gần Do nhóm sử dụng hai điều tốc xe đạp điện không giống nhau, nên lương điện tiêu 77 thụ điện bánh phải lớn điện áp tiêu thụ bánh trái Song nhìn vào đồ thị ta thấy lượng thay đổi hai bánh có phần tỉ lệ 5.3 THỬ NGHIỆM KHI XE QUAY VÒNG Giả thuyết thử nghiệm:  Nhóm định thử nghiệm loại đường nhựa, xung quanh khuôn viên trường học Đoạn đường thử nghiệm cho xe chạy thẳng 10m sau quay vòng phải, tiếp tục chạy thẳng thêm 10m  Đoạn đường thử nghiệm nhỏ, có mấp mơ tín hiệu góc lái có sai lệch nhỏ Hình 5 Tín hiệu góc lái xe quay vịng 78 Hình Kích thước đoạn đường quay vịng trái & phải Hình Đoạn đường quay vịng trái thực tế 79 Hình Đoạn đường quay vịng phải thực tế Hình Tốc độ góc hai bánh xe quay vịng Đờ thi ̣ Hình 5.9 cho ta thấ y xe bắ t đầ u quay vòng phải, bánh xe trái quay bên ngoài vòng cua nên tốc độ bánh trái tăng lên đồ ng thời bánh xe phải quay bên vòng cua (bán kính quay nhỏ bánh trái) nên tốc độ bánh phải giảm xuống Vì vâ ̣y giúp xe chuyể n động ở n định vào cua 80 Hình 10 Đồ thi ̣gia tố c dọc quay vòng Hình 11 Đờ thi ̣gia tớ c ngang quay vòng Đồ thi hi ̣ ̀ nh 5.10 và hình 5.11 cho ta thấy xe vào vòng cua thì giá tri ̣gia tố c ̣c và giá tri gia ̣ tố c ngang của xe tương đố i nhỏ, thay đở i rấ t it́ Vì xe vào vòng cua khơng có tượng trượt bánh và xe chuyể n đô ̣ng ổ n đinh ̣ xe vào vòng cua Kết luận:  Khi tăng tốc với góc lái khơng ta thấy tốc độ hai bánh xe tăng  Lúc quay vòng phải ta thấy tốc độ bánh trái tăng lên, tốc độ bánh phải giảm xuống Giá trị tốc độ tăng bánh giá trị giảm bánh Vì giúp cho xe quay vịng tốt  Việc sử dụng thuật toán PID giúp cho tốc độ hai bánh bằ ng đạt giá trị mong muốn 81 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT DƯỢC  Nắm số hàm MATLAB/SIMULINK để giao tiếp lập trình board STM32F4  Nắm sở lý thuyết sử dụng CATIA  Hồn thành phần khí xe với phận như: khung sườn, bánh xe, cấu lái, cần số, phanh, bàn đạp ga, ghế ngồi, sàn xe  Vi sai điê ̣n tử của xe hoa ̣t đô ̣ng mô ̣t chiế c vi sai khí thông thường  Cần số điều khiển chiều chuyển động xe  Nghiên cứu động BLDC, nguyên lý hoạt động cách điều khiển loại động  Ứng dụng thực tế động BLDC vào mô hình tơ điện  Sử dụng phần mềm Matlab/Simulink lập trình điều khiển cho board STM32F4  Sử dụng liệu để mô qua phần mềm CARSIM  Thu thập liệu xe gửi máy tính thơng qua module UART  Thiết kế hồn chỉnh vi sai điện tử sử dụng PID để điều khiển 6.2 HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI  Chưa hoàn thành vỏ xe  Thuật tốn mơ SIMULINK cịn chưa tối ưu  Việc điều khiển chưa tối ưu hóa  Các cảm biế n thu thâ ̣p liê ̣u vẫn còn bi ̣nhiễu khá nhiề u  Năng lượng sử dụng cịn hạn chế, khơng đủ đáp ứng thời gian dài 6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI  Sử dụng thuật toán cải thiện điều khiển vi sai điện tử hoạt động tốt  Lập trình điều khiển trợ lực lái điện phục vụ hệ thống tự lái  Thiết kế hệ thống ABS, EC, TCS, EPS, …  Thông qua module UART thiết kế xe điều khiển từ xa thông qua module blutooth, module wifi để thu thập liệu xe  Sử dụng cấu lái điện, cảm biến, camera, … để phát triển xe tự hành 82 PHỤ LỤC Hướng dẫn cài đặt thư viện WaijungBlockset vào thư viện Matlab/Simulink Các bước thực để thêm thư viện Waijungblockset vào thư viện MATLAB/SIMULINK Bước 1: Truy cập vào địa wed: http://waijung.aimagin.com/ Hình Giao diện Website Waijung Blockset (1) Để cài đặt thư viện Waijung Blockset vào thư viện Simulink ta vào địa trang web Sau nhấp vào biểu tượng Download Soflware (vị trí khoanh trịn) hình… Hình Giao diện Web Waijung Blockset (2) Sau nhấp chuột ta giao diện web hình… Tiếp sau ta nhấp chuột tiếp vào biểu tượng Dowload Now (vị trí khoanh trịn trịn hình) để download thư viện Waijung Blockset máy tính Khi hồn tất q trình tải ta tệp có tên “waijung17_03a” Để cài đặt thư viện ta cần phải giải nén tệp vào vị trí máy tính, mà thấy thuận tiện Bước 2: Cài đặt thư viện waijungblockset vào thư viện Matlab/Simulink 83 Để cài đặt ta cần chạy phần mềm Matlab/Simulink cách đúp chuột phải vào biểu tượng Matlab, kích vào chạy Run as administrator hình vẽ để tránh tình trạng xảy lỗi trình làm việc Hình Biểu tượng phần mềm Matlab/Simulink Sau chạy phần mềm Matlab/Simulink xong ta hình… Tiếp theo ta cần phải nhấp vào Curent Directory Matlab để tìm đường dẫn đến thư mục “waijung17_3a” giải nén lúc trước hình… (vi ̣ trí khoanh tròn thứ 1) Hình Thư viện phần mềm Simulink (1) Tiếp theo nhấp đúp chuột vào install_waijung.m (vị trí khoanh tròn thứ 2) để cài đặt thư viện 84 Hình Thư viện phần mềm Simulink (2) Khi q trình cài đặt hồn tất Ta mở thư viện Simulink xuất thêm thư viện Waijung Blockset hình … (vị trí khoanh trịn hình trên) việc cài đặt thư viện Waijung Blockset thành cơng Bước 3: Nạp thử chương trình vào bo mạch STM32F4 Trong thư mục “Waijung17_3a” nhà cung cấp cho người dùng phần mềm ví dụ Ta dùng thử demo cho đèn led bo STM32 chớp tắt cách vào đường dẫn sau: waijung17_03a\targets\stm32f4_target\stm32f4\demo\digital_output_demo tool Current Directoty phần mềm Matlab Hình Khối Demo Simulink 85 Để nạp code vào bo STM32 ta cần kết nối board dây cáp qua công USB máy tính Tiếp theo nhấp vào biểu tượng Incremental buid cơng cụ khối demo (vị trí khoanh trịn màu đỏ hình ) để nạp dịng code vào board Khi hình máy tính xuất hình… Và khối hình chuyển sang màu xanh việc nạp code vào board STM32F4 thành cơng Hướng dẫn kết nối USB UART CP2102 Để thu thập liệu từ thực tế hiển thị hình máy tính ta sử dụng mơ đun UART CP2102 Hình 7.7 cho biết kết nối truyền liệu nối tiếp (Tx) máy phát với chân liệu nhận (Rx) máy thu để gửi nhận liệu Máy phát máy thu phải nối mát với Thông qua mô đun uart ta truyền nhận liệu từ phần cứng hiển thị máy tính Hình 7 Kết nối UART với máy tính Để nhận tín hiệu thơng qua mơ đun UART từ bo STM32 ta cần phải cài đặt khối blockset thư viện Các khối lấy từ Simulink library >> Waijung Blockset >> STM32F4 Target >> On Peripheral Chip >> UART consisting of UART setup, UART Tx and UART Rx block Nếu muốn sử dụng UART STM32, ta cần phải cài đặt UART Block Simulink:  Cài đặt chân PIN Tx, Rx, RTS, CTS STM32F4  Cài đặt UART Trong mô đun ta sử dụng chân Tx chân D8 chân Rx chân D9 Mô đun UART sử dụng Mô đun Tốc độ truyền 115200 (bps) 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]https://www.mobixanh.com/chuyen-de/tim-hieu-kham-pha/10-lich-su-xe-otodien.html [2] http://waijung.aimagin.com/ [3] http://www.academia.edu/29336331/Matlab [4]https://www.aimagin.com/downloads/dl/file/id/221/sample_pid_controller_design_ and_analysis_labsheet.pdf [5] https://www.youtube.com/watch?v=t4SAhZhncwk&t=1896s [6] http://monhoc.vn/tai-lieu/cac-khoi-co-ban-trong-thu-vien-simulink-va-simpowersystem-cua-matlab-748/ 87 S K L 0 ... nhóm chúng em định chọn đề tài ? ?Nghiên cứu thiế t kế và chế ta ̣o mô hình xe điê ̣n phục vụ nghiên cứu về điều khiển chuyển động” để thực tập đồ án vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ... yêu cầu cho bánh lái cho phép tốc độ bánh xe khác Nó sử dụng thay cho khác biệt khí hệ thống multi-drive Khi vào cua, bánh xe bên bên ngồi quay tốc độ khác nhau, bánh xe bên mơ tả bán kính quay... công suất cho bánh xe để bánh xe cung cấp với Mô- men xoắn mà họ cần Hình 14 Mơ hình điều khiển vi sai điện tử cho xe điện có động In-Wheel Những hệ thống này, thường với động bánh xe, cần điều