BÁO cáo môn học ỨNG DỤNG máy TÍNH TRONG THIẾT kế và mô PHỎNG ô tô đề tài mô PHỎNG mô HÌNH hệ THỐNG ABS BẰNG MATLAB

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN- ĐIỆN TỬ  BÁO CÁO MƠN HỌC: ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG Ô TÔ ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ABS BẰNG MATLAB GVHD: TS HỒNG NGỌC TÂN SVTH: NGUYỄN VĂN CƯỜNG Đồng Nai, 10/10/2022 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn nay, nước ta tiến hành cơng đại hố ngành cơng nghệ Đóng góp vào phát triển chung đó, ngành khí động lực, ngành chủ lực tảng cho ngành khác phát triển, cố gắng nghiên cứu cải tiến công nghệ kỹ thuật, đại hố nhằm góp phần thúc đẩy nhanh phát triển đất nước Ngày công nghiệp tơ giới phát triển với trình độ cao, trở thành cơng nghiệp liên hợp nhiều ngành Ở Việt Nam ngành công nghiệp ô tô phát triển mạnh mẽ, nhờ áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật điện, bán dẫn, cảm biến, điều khiển tự động vào hệ thống điện ô tô Điều thể thực tế MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CẤU TẠO HỆ THỐNG PHANH ABS 1.1 Tổng quan 1.2 Cấu tạo vị trí 1.2.1 Cảm biến tốc độ 1.2.2 Hộp điều khiển hệ thống phanh ABS Control Module 1.2.3 Dây hệ thống ABS .6 1.2.4 Chức nhiệm vụ ABS CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN MATLAB SIMULINK 10 2.1 Dữ liệu đầu vào Matlab 10 2.2 Mô Simulink 11 1.1 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO HỆ THỐNG PHANH ABS Tổng quan Ở báo cáo mơ mơ hình đơn giản cho Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) Nó mô hành vi động lực học xe điều kiện phanh gấp Mơ hình đại diện cho bánh xe chép số lần để tạo mô hình cho xe nhiều bánh Mơ hình sử dụng tính ghi nhật ký tín hiệu Simulink Mơ hình ghi lại tín hiệu đến khơng gian làm việc MATLAB, nơi bạn phân tích xem chúng Bạn xem mã ModelingAnAntiLockBrakingSystemExample.m để xem điều thực Trong mơ hình này, tốc độ bánh xe tính theo mơ hình riêng biệt có tên sldemo_wheelspeed_absbrake Thành phần sau tham chiếu cách sử dụng khối 'Mơ hình' 1.2 Cấu tạo vị trí ABS (Anti-lock Braking System) hệ thống chống bó cứng phanh – hệ thống an toàn chủ động ô tô Khi ô tô phanh gấp đường trơn tượng hãm cứng bánh xe dễ xảy ABS có tác dụng làm giảm nguy tai nạn thơng qua việc điều khiển q trình phanh cách tối ưu Ký hiệu ABS ô tô đồng nghĩa với việc xe trang bị hệ thống chống bó cứng phanh Hình 1.1: Vị trí hệ thống phanh Dựa cấu phanh, cách bố trí, dẫn động phanh, kết cấu cường hóa, hệ thống phanh phân thành nhiều loại Trong đó, hệ thống sử dụng nhiều loại ô tô phanh thủy lực Một số ưu điểm loại phanh bao gồm: kết cấu, không gian bố trí nhỏ gọn; dễ theo dõi quan sát, sửa chữa đơn giản; giá thành bảo dưỡng sửa chữa thấp, truyền tải lực phanh lớn ổn định, độ nhạy cao, khả chấp hành nhanh 1.2.1 Cảm biến tốc độ Hình 1.2: Vị trí cảm biến tốc độ Cảm biến tốc độ hai bánh xe bao gồm nam châm vĩnh cữu, cuộn dây lõi từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rô-to cảm biến tương ứng số lượng rơ-to cảm biến thay đổi theo kiểu xe Vành ngồi rơ-to có răng, xe chuyển động bánh xe dẫn động rô-to quay sản sinh điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ với tốc độ quay rô-to ABS ECU biết tốc độ bánh xe nhờ vào điện áp AC 1.2.2 Hộp điều khiển hệ thống phanh ABS Control Module Hình 1.3: Vị trí phanh ABS ABS có chứng nhận biết thơng tin tốc độ góc bánh xe, từ tính tốn tốc độ bánh xe tăng giảm tốc nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn bánh xe ngưỡng trượt để nhận biết nguy bị hãm cứng bánh xe Bên cạnh đó, ABS cung cấp tín hiệu điều khiển đến chấp hành thủy lực, kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng chế độ an tồn 1.2.3 Dây hệ thống ABS Hình 1.4: Cấu tạo dây hệ thống phanh ABS Tiêu chuẩn yêu cầu đảm bảo hệ thống phanh: Làm việc bền vững, tin cậy Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an toàn cho hành khách hàng hóa Giữ cho tơ máy kéo đứng yên cần thiết, thời gian không hạn chế Đảm bảo tính ổn định điều khiển phanh Khơng có tượng tự phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng Hệ số ma sát má phanh với trống phanh cao ổn dịnh điều kiện sử dụng Có khả thoát nhiệt tốt Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ 1.2.4 Chức nhiệm vụ ABS ABS thực công nghệ điện tử thay cho phương pháp phanh hiệu (đặc biệt mặt đường trơn trượt) đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Do việc thực kỹ thuật không đơn giản mà chuyên gia ôtô hãng Bosch, Đức, nghiên cứu, chế tạo cấu ABS bao gồm cảm biến lắp bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); xử lý điện tử CPU thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất piston phanh) Trong trường hợp phanh gấp, CPU nhận thấy hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm mức quy định so với bánh cịn lại, thông qua bơm van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe khơng bị hãm cứng (hay cịn gọi "bó") Tương tự, bánh quay nhanh, máy tính tự động tác động lực trở lại, đảm bảo trình hãm Để thực điều này, hệ thống thực động tác ép - nhả má phanh phanh đĩa khoảng 15 lần giây, thay tác động lần cực mạnh khiến bánh bị "chết" xe khơng có ABS Các điều chỉnh lực phanh, cách điều chỉnh phân phối áp suất dẫn động phanh bánh xe trước sau, đảm bảo: Hoặc hãm cứng đồng thời bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám tránh quay xe phanh) Hình 1.5: Chức nhiệm vụ phanh ABS Hoặc hãm cứng bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định) Tuy nhiên trình phanh chưa phải có hiệu cao an tồn vì: Khi phanh ngặt, bánh xe bị hãm cứng trượt dọc Các bánh xe trượt lết đường gây mòn lốp giảm hệ số bám Các bánh xe bị trượt dọc hồn tồn, cịn khả tiếp tục nhận lực ngang thực hiên quay vòng phanh đoạn đường cong đổi hướng để tránh chướng ngại vật (hình 1.5), đặc biệt mặt đường có hệ số bám thấp Do dễ gây tai nạn phanh CHƯƠNG 2: MƠ PHỎNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN MATLAB SIMULINK 2.1 Dữ liệu đầu vào Matlab Cho liệu vào Matlab: m=75; g=9,81; I=6; R=1,25; v0=44; 2.2 Mơ Simulink Trong đó: Độ trượt tương đối (ban đầu) Có cơng thức 1- vận tốc góc xe vận tốc góc bánh xe Khối lookup: để đo nhịp hệ số ma sát đường, để đưa kết thay đổi theo độ trượt Giá trị Ctrl = tương ứng với xe khơng có ABS Ctrl=1 tương ứng với xe có ABS Giá trị để tính tốn momen xoắn lốp xe: μ :hệ số ma sát Bảng 1: Hệ số ma sát độ trượt Giá trị để tính tốn momen xoắn lốp xe: 𝜇: hệ số ma sát Tyre torque=𝑁.𝜇.𝑅 Trong N= m.g/4 lực ban đầu g gia tốc : 9.81 𝑚∕𝑠^2 m khối lượng xe R bán kính bánh xe Khi vịng lặp hoạt động đọc giá trị: Giá trị lỗi Giá trị bánh xe Từ đưa tốc độ bánh xe Để tính tốc độ bánh xe ta dùng khối bang bang controller, thông qua momen xoắn lốp với giá trị lỗi Biến đầu vào giá trị Thường tín hiệu DIGITAL, điều kiện lấy hai giá trị: Khi > trả tín hiệu = Khi