Đang tải... (xem toàn văn)
Cuốn sách đề cập đến việc nghiên cứu tính an toàn và tiện nghi của ô tô thông qua việc nghiên cứu và đánh giá tính ổn định của hệ thống lái có trợ lực thủy lực trong quá trình làm việc, nghiên cứu và đánh giá độ êm dịu của hệ thống treo trên xe khách 29 chỗ, nghiên cứu mô hình sự kết hợp làm việc giữa thanh ổn định ngang và hệ thống phanh trên xe ô tô tải giúp xe ổn định trên đường vòng. Đồng thời cuốn sách cũng đề cập tới việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới tính an toàn và tiện nghi trong quá trình làm việc của hệ thống phanh, hệ thống treo và hệ thống lái. Từ đó đưa ra những khuyến cáo cho nhà sản xuất cũng như người sử dụng để nâng cao tính an toàn và tiện nghi.
■ CÖNG THl/ÖNG g l G DAI HOC SAO DO TS VÜ QUANG THÄP (Chü bien) ÜNG DUNG PHÄN MEM G IA I C A C B A I T O A N DONG LÜC HOC TREN ÖTÖ jUYEN ueu V X NHÄ XUÄT BÄN KHOA HOC VÄ KY THT BƠ CƠ NG THlfƯNG -JR Ü Ư N G DAI HOC SAO DO TS VU Q U A N G T H Â P (Chu bien) - ThS VLJ TR U N G THÀNH ThS DÀO D Û t TH U - ThS TR jN H MIN H H O À N G ÛNGDUNGPHÂNHÉM H11U B S i l H I A A A ïlAI CAC BAI TOANBONGLÜC HOC TREN TO NHÀ XUAT BÀN KHOA HOC VÀ KŸ THUÂT MUC LUC LÖI N O I DÄU Chirong T O N G QIIAN V F PHÁN M É M M A TLAB - SIMLILINK I I LICH SÜ'PH Á T TRIEN CIJA PHÁN MÉM MATLAB SIMULINK 1.2 CÁC KHÓI CHÜ'C NÄNG CÓ SAN THUÖNG DÜNG TRONG PHÁN MÉM M A T L A B -S IM U L IN K 10 1.3.TAO MÓI MOT KHĨI DÉ MƯ P1IĨNG TRONG MATLAB SIMULINK 29 1.4 MÓ PHÓNG MOT KHÓI TRONG MATLAB SIMULINK 31 Chiro ng CO SÓ MÓ PHÓNG DÓNG LUC HOC CIJA MOT SĨ HE THĨNG TREN ƯTƯ 2.1 CO SO LY THUYF.T MÓ PHONG HE THÓNG LÁI CÓ TRO LU'C THÚY L U C 34 2.2 CO SO LY THUYF.T VF DAO DONG VÁ DĨ ÉM DIU CLJA ƯTƯ .53 2.3 CO SƯ VÉ TÍNH ĨN D|NH CLJA ƯTƯ TÁI TRÉN DNG V Ö N G 69 Chiro'ng ÍTNG DUNG PHÁN MÉM MATLAB SIMULINK MƯ PHĨNG DONG LV'C HOC MĨT SĨ HE THĨNG TRÉN ƯTƯ TU DĨ DU A RA CÁC GIÄI PHÁP NÄNG CAO TÍNH TIEN NGHI VÄ AN TỘN CHO ƯTƯ 3.1 MƯ PHĨNG HÉ THĨNG LÁI CĨ TRO LUC THÜY LÜC TRÉN ƯTƯ, DÁNH GIÁ TÍNH ĨN DINH CÜA HE THĨNG LÁI TRONG Q TRÍNH LAM V I E C .81 3.2 MÓ PHÓNG HF THÓNG T R E O .111 3.3 MƯ PHĨNG SU Kl.T HƯP GIÜA THANH ĨN DjNH NGANG VÁ HÉ THĨNG PHANH TRÉN XE ƯTƯ TÁI GIÚP XE CHUN DƯNG ÓN D|NH TRÉN DUÖNG VÓNG .138 TÁI LIÉU THAM KHÄO 193 ? , nói ctaali > "Y r hai nguói ngc'iy phàl Irién nhu ccìu giuo thàng vàri JC lui làng hàng nàm trén thè giói sun xucit 4X trièu olà hién rtay có khồng 600 trièu àlà dung houl dàng Dicu dà cho theiy mài dà xe trén duóng ngày cao Cùng vói su lién ho khóng ngùng cuci khoa hoc ky liutài, ngành nghièp che tao àlà Irén thè giói ngc'iy duac hón thién nàng cao Nhùng huóng co ban ngành nghièp àlà huóng tói là: Tiél kiém nhién liéu, giam nhièm mài tricàng, nàng tu o lién nghi va an toàn su dung giam già ihành chè tao, da deing hoà dài tuang su dung Trong càc xu huóng nghién cùu thi vièc nàng cao an loàn lién nghi dia olà qua Irinh su dung ngc'iy duac quan tàm dé thuc hién duac diéu càn phai hoàn thién càc thàng treo he Ihàng lai thàng p h a n h Tuy nhién hién càc Irinh nghién cùu dé dành già linh an loàn lién nghi cùu olà chua cà nhién Trong cuàn sàich ntiy dà dé càp dén vièc nghién ciru linh an loàn tién nghi trén àtà thàng qua viéc nghién cùu dành già linh ón djnh cùu thàng lui cà tra lue thuy lue quà Irinh làm viéc; nghién cùu dành già dà ém din cita thàng treo trén xe khàch 29 chó; nghién cùu mà hinh su kél hap làm viéc giùa àn djnh ngang thàng phanh trén xe àtà lài giup xe chuyén dàng ón dinh trén duóng vàng Dàng ihói cuàn sàch dé càp tói viéc nghién cùu càc n unh hng lói linh un lồn lién nghi quà Irinh làm viéc cuu he ihóng phunh he thóng treo thàng lài ì'ù dà dua ru nhùng khuyén cào cho nhà sun xuàt nhu ngi su dung dé nàng cao linh an lồn lién nghi Trong quà trinh hién soun nhàm tàc già dà có nhiéu có gung song khó Irành khoi nhùng thiéu sịl Chùng tói ràt mong nhein duac su góp y phé hinh cuu hqn doc dé cuàn sàch ngciy hoàn thién han Xin chàin thành càm an! CÀC TÀC C IA Chuong TÔNG QUAN VÈ PHÀN MÈM M A T L A B -S IM U L IN K 1.1 LICH sir PHÂT TRIEN SIM U LINK CÙA PHÀN MÊM MATLAB Matlab (MATric LABoratory) mot cơng eu phân mêm éa M athW ork vài giao diên cire manh lai thê kÿ thuât lâp trinh dâp irng duge nhùng vân dê hêt sue da dang: tir câc lỵnh vue kÿ tht chun ngành nhu diên, diên tù, diêu khiên tu dông, rôbôt công nghiêp vât lÿ hat nhân cho dên câc ngành xù lÿ tôn chun dung nhu thơng kê, kê tôn, Matlab cô bô lênh rât manh giùp nô cô thê giâi quyêt câc loai toân khâc nhau, dàc biêt câc phuang trinh tuyên tinh, phi tuyên hay câc ma trân vài kêt quà nhanh chông chinh xâc Bô lênh lên tài hàng trâm ngày duge m rông thông qua câc hàm üng dung nguài su dung hay thông qua thu viên trg giüp Bên canh dô Matlab cho phép xir lÿ du lieu, biêu diên dô hoa mot câch mêm déo, dan giàn chinh xâc không gian hai chiêu cüng nhu ba chiêu giùp nguài sù dung cô thê quan sât mot câch truc quan dua phuang phâp giâi tôt nhât Phàn côt loi cua chuong trinh bao gơm mơt sơ hàm tôn, chiic nàng nhâp/xt cüng nhu khà nâng diêu khiên chu trinh mà nhà dô ta cô thê dung nên câc Scripts Thêm vào dô bô công eu (Toolbox) cô thê bô sung câc chùc nâng chuyên dung Thuàng hay sir dung câc Toolbox nhu: Control System Toolbox, Signal Processing Toolbox, Optimization Toolbox, Stateflow Blockset, Power System Blockset, Real time Workshop Simulink Simulink mot Toolbox eô vai trô dâc biêt quan trong: Vai trô cùa mot công eu manh phuc vu mô h'mh hô mơ phong câc thong Kÿ tht - Vât lÿ ca sà sa dô câu trüc dang khơi Simulink phàn chucmg trình m a rịng cua Matlab nhäm muc dich mó hình hồ, mị phòng khäo sät càc he thòng dòng hoc Giao dièn dị hoa trèn hình Simulink cho phép thè hièn he thòng dirai dang sa dò tin hièu vài càc khưi chùc nàng quen thc Simulink cung càp cho ngi su dung mịt thu vièn rät phong phù, có san vài só luang càc khịi chùc nàng cho càc hè tuyèn tinh, phi tuyèn giàn doan Han thè, ngi sii dung có thè tao khịi cho rièng Mịt tinh näng däc bièt khàc cùa Simulink có thè nhàn tin hièu trirc tièp tir càc phàn khàc giịng nhu nhàn tin hièu tir ngồi vào dè xir ly cua mòt sò phàn Dasylab sau xu ly có thè phàn hịi tin hièu tró lai dè dièu khièn dịi tirgng dó Trèn hình 1.1 thè hièn hình làm vièc cùa Matlab, day hình chinh dièu khièn tồn bị càc q trình dièn ó Matlab MATIAB Fie d Edit Debug r a ® Desktop s Shortcuts ZJ How to Add 1} Window Help ■ f a ’ f C \MATLAB7\work X Command Window * £) M a t 's New ? f x| s o f f i © IS IR l' AHFIes j File Type To g e t s t a r t e d , s e l e c t MATLAB H elp o r Deroos from tl ! >> < > : Current Directory Workspace V X V I • • r.KI CAN B/uN • -.'OI-a d is p ( Fhan V Do Chi c a r f i g u r e (4) h o ld ori g r i d on - ■»— < /5 /0 G: AH - - v > < > Hình 1.1 Màn hình Matlab Trèn hình 1.2 thè hièn hình cùa Simulink Library Brower, hình có chüa tat cà càc phàn tir có sàn cùa Simulink dè có thè su dung C3SimulinkLibraryBrowser File Edit View ia n C^JSimulink l ib ry Brow ser help File Edit View fR j Help D t¿; -w ¿fc I ommonly U sed B lo c k t Used Blocks D erivative Numerical deiivati ve du/tft - Sirrujiri » b - Commonly Used Blocks t- Continuous b - Discrete b - Lo^c and Bit Operations b b - lookup T Jöles b - lookup tables b r Math Operations b - Math Oper ations b - Model Verrfication b - Model Verification b - Model-Wide Utilities b b - Ports & Subsystems b - Ports & Subsystems b - Signal Attributes b - Stgnd Attrtoutes Varidble Signal Routng b b - Sinks W T I \ * J i Loyn ¿no bit Operations Discrete t b - Sources b - User Defined Functions b~ User-Defined Functions ♦ b - Addrtional Math & [«screte ♦ ♦ Ü COMA Reference Blockset Communications Blockset ♦ Control System foofcox ♦ Ü Dtals & Gauges Blockset + + x Aerospace Blockset } >:DMA «eferenre Wockser Mise Communications Blockset Ready Cials Gauges Blockset n v Math Operations Model Veirfication ♦ « t Control System Toofcox ♦ Logic and Bit petations Lookup Tables ♦ b - Adckionai Math & Discrete Aerospace Blockset ^ il è II ~ S«gral Routing *"*» b - Sources Discontnurf ♦ Moijel Wide uttoies - ♦ H ( I commorty i f f l j |ussdW ocksJ^ gJ b - Cisconcmmties m b - Discrete b - b - Coriinuous b - Discontrwities ♦ D S '“ " b - Commonly UsedBlocks ? ^ f~ C Model Wrie Utéties Potls Í Subsystems “ Ready Hinh 1.2 Cira so tra cú>u khói thip vi?n Trèn hinh l.3 bièu dièn möt hinh mài chn b¡ cho q trinh läp trình vói phän tir có sän Matlab-Simulink File Edit View Simulation □ y # Format Tools ® £5 Help ► 100 Sum í Ready 100% ode45 Hinh 1.3 Man hinh xäy d yn g s a dö khöi (New model w indow ) 1.2 CÂC KHƠI CHỴTC NÂNG CƠ SAN THl/ONG DÙNG TRONG PHÂN MÊM MATLAB-SIMULINK Tât cà câc khôi chùc nàng dêu diroc xây dung theo mot mâu giông Môi khôi cô mot hay nhiêu dâu vào/ra (trù truàng hap ngoai lê: câc khôi thuôc thu viên Sources Sinks chi dâu vào hôc dâu ra), cô tên trung tâm hinh khôi hinh chu nhõt cụ biờu tuỗmg (hm truyờn dat, dụ thj dõc tinh hay tên files ) thê hiên dàc diêm riêng cüa khôi N guài su dung cô thê tùy ÿ thay dôi tên cùa khôi, nhiên môi tên chi duoc dùng mot lân nhât pham vi cùa sô cùa hinh mô phông Khi nhây kép phim chuôt trâi truc tiêp vào khôi ta sè m ô cùa sô tham sô Block Parameters (trù câc khôi Scope, Slider Gain, Subsystem) cô thê nhâp thù công câc tham sô dâc trung cùa khôi Nêu muôn dinh dang lai khôi ta click chuôt phài vào khôi -> format -> xoay khơi ân hôc hiên tên khơi, tao bơng mơ, chiêu khơi; hôc thay dơi font chu mâu nên hay mâu cüa khôi Simulink phân biêt (không phu thuôc vào thir viên con) hai loai thuôc khôi chùc nâng: K liâi (virtual) khôi th u c (not virtual) Câc khôi thuc dông vai trô quyêt djnh chay mô phông mô hinh Simulink Viêc thêm bôt mot khôi thuc sè làm thay dôi dâc tinh dông hoc cùa thông dang dugc mô hinh Simulink mô tâ (vi du nhu khôi tich phân Intergrator hay hàm truyên dat Transfer Fc„ cùa thu viên Continuous, khôi Sum hay khôi Product cüa thu viên Math) Ngugc lai, khôi âo không cô khà nàng thay dôi dàc tinh cüa thông, chüng chi làm thay dôi diên mao cùa mô hinh Simulink (khôi Mitx, Demux hay enable thuôc thu viên Signal Routing Ports & Subsystems) Sau dây câc khôi chùc nâng cô sân hay sù dung thu viên cüa Matlab Simulink: a Thu■viên Com m om ly used blocks Thu viên bao gôm câc khôi thuông dùng viêc xây dung mô hinh, thiêt lâp thông sô dâu vào dâu ra, phuc vu mô phông 10 Coiiunoinly Used Bloc l:s } { Q Bus BusConstant 'reator Selector f > Gain C D Outl Convert Data Type Conversion Demux C Ground Ini s AND Integrator _ Product Relational Operator Discrete-Time Integrator Logical Operator /“ Saturation I Mux Ini Scope O u tl Subsystem l/z Sum Switch Terminator Unit Delay Hinh 1.4 Câc khôi cùa th ir viên Com m om ly Used Blocks Khôi Bus selector: Ta cô the sir dung khôi Bus selector dê tâi tao lai* câc tin hiêu tir mot Bus tin hiêu dông thcri gom chùng lai thành câc tin hiêu riêng rè ban dâu Khôi Constant: Khôi Constant tao nên mût häng sô (không phu thuôc vào thcri gian) thirc hôc phùc Häng sơ thé scalar, vecto hay ma trân, tùy theo câch khai bâo tham sô Constant Value ô Interpret vecto parameter as l-D cụ dirỗc chon khụng Nờu ụ dụ dugc chon ta cô thê khai bào tham sô Constant Value vecto hàng hay côt voi kich cô [l xn] hav [n x l] duôi dang ma trân Nêu ô dô không dugc chon, câc vecto hàng hay côt dô chi dugc sir dung nhu vecto voi chiêu dài n, tire tin hiêu l-D Khôi Data Type C onversion Khôi Demux: Khôi Demux cô tâc dung ngugc lai vôri Mux: tâch tin hiêu dugc châp lai tir nhiêu tin hiêu riêng rë tro lai thành tin hiêu riêng rè moi Khôi Demux làm viêc theo chê dô vecto (Bus selection mode = off) hay chê dô Bus (Bus selection mode = on) Il Khoi Discrete-Time Integrator: Khoi Discrete - Time Integrator (tich phan gian doan) ve c a ban cung nhu khoi Integrator (tich phan lien tuc) Ben canh chu ky trich rnau ta phai chon cho moi khoi thuat toan tich phan (tich phan Euler tien, tich phan Euler lui hay tich phan hinh thang) Sau da chon thuat toan tich phan Bieu tirgng (Icon) cua khoi lai thay doi tucmg ung Khoi Gain: Khoi Gain co tac dung khuech dai tin hieu dau vao (dinh dang 1-D hay 2-D) bang bieu thurc khai bao tai o Gain, bieu thuc co the chi la mot so hay la mot bien Neu la bien bien phai ton tai moi truong Matlab W orkspace, chi ay Simulink moi co the tinh toan ducrc voi bien Nho thay doi gia tri cua tham so Multiplication ta co the xac dinh: phep nhan cua bien vao voi Gain duoc thuc hien theo phuong thuc nhan ma tran hay nhan tirng phan tir Khoi Integrator: Khoi Integrator lay tich phan tin hieu dau vao cua khoi Gia tri ban dau duoc khai bao true tiep tai hop thoai Block Parameter hoac thong qua chon gia tri internal tai Initial condition source de sau dien gia tri ban dau lay tir nguon ben ngoai khoi Dau cua khoi Integrator co the duoc mot tin hieu ben ngoai lap ve (reset) mot gia tri ban dau Tai o External reset ta co the chon dang tin hieu reset (vi du: rising co nghla la suon len) Khi chon External reset mot cac gia tri thi khoi Integrator se tu dong them mot dau vao danh cho tin hieu reset Neu can chan bien tin hieu o dau ta kich hoat o Limit output va khai bao gia tri toi da dong (Upper hay Lower) saturation limit Kich hoat o Show saturation port ta co the lay duoc tin hieu bao hoa tuong ung (1: tai dau co bao hoa duong -1 : co bao hoa am, 0: cho cac gia tri lung chung giua hai nguong bao hoa) Neu kich hoat o Show state port, tren bieu tuong cua khoi se xuat hien them mot dau (state port) cho phep trich tin hieu trang thai cua khoi Integrator Bien trang thai cua khoi thuc chat dong nhat ve gia trj voi bien dau ra, nhien Simulink tinh hai bien (bien va bien trang thai) tai nhung thoi diem it nhieu co khac Neu mo hinh Simulink co chua cac bien trang thai rat chenh lech ve kich co gia tri thi nen khai bao tham so Absolute tolerance rieng re them cho tirng khoi Integrator cua mo hinh 12 H'mh 3.78 Mơdun tính toan dơng hoc chun dơng cúa xe Sir ch5 lính loan mámen kèo lai hánh xe Hai hánh xe so sô hánh xe chu dông 1lai hánh xe sò so bành xebj dơng viêc phanh a mịt hai bành phu thuòe vào hièu bàn kinh quay vòng thirc tê.lÿ thuyèt: ARqV ARl|V< thi phanh bành xe sô ARMv> thi phanh bành xe so Thông sô dàu vào: + Dò trian tai bành xe: S ol So2 So3 So4 + Hièu bàn kinh quay vòng thirc tè ly thut: deltaRqv Thơng sị dàu ra: + Mòmen kéo tai bành xe: M kl Mk2 Mk3 Mk4 Hình 3.79 Mịdun tính tốn mịmen t?i bành xe só M20 ToWortepacel Hình 3.80 Mịdun tính tốn mòmen t^i bành xe sé 183 S ig n a l B u ild e rl To W ortepace27 Hinh 3.81 M ưdun tinh tồn mómen tai bành xe sö Signal B uilder2 T o Wori