1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH (ME6615) HỆ THỐNG VẬN TẢI THÔNG MINH INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS( hệ thống RobuCar)

43 7 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 43
Dung lượng 5,32 MB
File đính kèm Intelligent Transportation System Ngo Ngoc Vinh.zip (4 MB)

Nội dung

File DOC +PPT BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH (ME6615) HỆ THỐNG VẬN TẢI THÔNG MINH INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS 1. Giới thiệu chung Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transportation System, viết tắt là ITS) là hệ thống kết hợp công nghệ thông tin và truyền thông (Information and Communication Technologies, ICT) với các phương tiện giao thông vận tải và các thiết bị cơ sở hạ tầng của chúng để cải thiện sự an toàn, độ tin cậy, hiệu quả và chất lượng của hoạt động vận tải. Các công nghệ mới được sử dụng để thu thập thông tin từ xe và môi trường xung quanh nó cho phép thực hiện liên lạc giữa các phương tiện (giữa các xe với nhau, VehicletoVehicle V2V) và giữa các phương tiện và cơ sở hạ tầng kết nối (giữa các phương tiện và hệ thống cơ sở hạ tầng, VehicletoInfrastructure V2I). Trên thực tế, nhiều dự án lớn có liên quan đến hệ thống giao thông thông minh đang được phát triển ở khắp mọi nơi trên thế giới; những vấn đề được quan tâm hàng đầu có thể kể ra như: • Sử dụng truyền thông khoảng ngắn để giao tiếp giữa phương tiện giao thông và hệ thống thiết bị cơ sở nhằm phục vụ cho nhiệm vụ định vị vị trí trong những khu vực cụ thể. • Sử dụng giao tiếp không dây cho tầm xa và trung bình (Continuous Air interface for Long and Medium range, CALM) để cung cấp thông tin liên lạc liên tục giữa phương tiện và cơ sở hạ tầng bằng cách sử dụng nhiều phương tiện truyền thông. 6 • Sử dụng thông tin đường xá một cách linh hoạt để tăng tính an toàn khi lái xe và rút ngắn thời gian di chuyển. • … Xe tự hành thông minh là một phần tử hệ thống giao thông thông minh, có thể được vận hành bên trong khu vực hạn chế và tư nhân hoặc trên mạng lưới đường hiện có nếu chúng tuân theo chính xác trong tình trạng an toàn của phương tiện có người lái. Nhiều lợi thế có thể thấy rõ khi sử dụng các phương tiện tự hành thông minh trong cuộc sống hàng ngày và có thể có những tác động thực sự tích cực đối với xã hội, từ quan điểm xã hội, kinh tế và môi trường. Chúng có thể phản ứng nhanh nhạy hơn các trình điều khiển của con người, trong trường hợp tình huống lái xe nguy hiểm, nơi có thể cứu sống con người, và do đó giảm số vụ tai nạn đường bộ do con người gây ra. Tính toán từ hệ thống phương tiện có thể đưa ra quyết định di chuyển để cải thiện tình trạng giao thông trong điều kiện tắc nghẽn, khi số lượng phương tiện dày đặc theo chuyển động không gian. Những phương tiện này có thể điều chỉnh vận tốc của chúng và quỹ đạo theo tình trạng giao thông và môi trường xung quanh thay đổi. Việc tự động điều khiển giúp giảm đáng kể tỷ lệ phát thải khí ô nhiễm trong khi vận hành phương tiện. Sự phát thải khí phụ thuộc trực tiếp hoặc gián tiếp vào loại năng lượng được sử dụng trong các phương tiện thông minh này như động cơ điện, động cơ đốt trong, … Biết rằng các phương tiện tự hành không thể thay thế một số tình huống được thực hiện bởi các phương tiện được điều khiển thủ công, đó là lý do tại sao chúng thường lái xe ở tốc độ thấp, vì vậy chúng cần có thời gian để tính toán, phân tích và phản ứng. Do đó, chúng đặc biệt giúp ích đáng kể cho con người trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại nhất định khi điều kiện giao thông không thay đổi quả nhiều.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Cơ Khí BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH (ME6615) HỆ THỐNG VẬN TẢI THÔNG MINH INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS Ngô Ngọc Vinh MSHV: 20202859M Chuyên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Hải Bộ mơn: Cơ điện tử Viện: Viện Cơ khí HÀ NỘI, 01/2021 Mục Lục Giới thiệu chung Tổng quan hệ thống RobuCar 2.1 Tính 2.2 Một số thơng số .7 Mơ hình hóa RobuCar 3.1 Mơ hình động học hình học (Kinematic and Geometric Model): .9 3.2 Mơ hình phần tư xe (Quarter Vehicle Model) 10 3.2.1 Mơ hình hóa lốp xe 12 3.2.2 Hê thống kéo điện (Electromechanical Traction System) 19 3.2.3 Biểu đồ toàn sơ đồ phần tư xe 23 3.3 Mơ hình hóa động lực học khung xe .24 3.3.1 Mơ hình động theo chiều dọc ngang (longitudinal & lateral dynamic modeling) 24 3.3.2 Mơ hình động theo trục xoay yaw (Yaw Dynamic Modeling) .25 3.3.3 Mơ hình động giảm chấn (Suspension (Vertical) Dynamic Modeling) 25 3.3.4 Mơ hình động trục xoay pitch (Pitch Dynamic Modeling) 30 3.3.5 Mô hình động trục xoay roll (Roll Dynamic Modeling) .32 Một số thuật toán điều khiển đánh giá 34 4.1 Phát cách li lỗi (Fault Detection and Isolation) .34 4.1.1 Tạo chuỗi quan hệ lỗi 34 4.1.2 Kết mô 35 4.2 Đánh giá độ mạnh (Robust Diagnosis) 38 4.3 Điều khiển chấp nhận lỗi (Fault Tolerant Control) .39 4.3.1 Mục tiêu nguyên lí điều khiển 39 4.3.2 Mô đáp ứng lỗi chủ động .40 Kết luận 42 Tài liệu tham khảo 43 Giới thiệu chung Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transportation System, viết tắt ITS) hệ thống kết hợp công nghệ thông tin truyền thông (Information and Communication Technologies, ICT) với phương tiện giao thông vận tải thiết bị sở hạ tầng chúng để cải thiện an toàn, độ tin cậy, hiệu chất lượng hoạt động vận tải Các công nghệ sử dụng để thu thập thông tin từ xe mơi trường xung quanh cho phép thực liên lạc phương tiện (giữa xe với nhau, Vehicle-to-Vehicle V2V) phương tiện sở hạ tầng kết nối (giữa phương tiện hệ thống sở hạ tầng, Vehicle-to-Infrastructure V2I) Trên thực tế, nhiều dự án lớn có liên quan đến hệ thống giao thông thông minh phát triển khắp nơi giới; vấn đề quan tâm hàng đầu kể như:  Sử dụng truyền thông khoảng ngắn để giao tiếp phương tiện giao thông hệ thống thiết bị sở nhằm phục vụ cho nhiệm vụ định vị vị trí khu vực cụ thể  Sử dụng giao tiếp khơng dây cho tầm xa trung bình (Continuous Air interface for Long and Medium range, CALM) để cung cấp thông tin liên lạc liên tục phương tiện sở hạ tầng cách sử dụng nhiều phương tiện truyền thông [6]  Sử dụng thông tin đường xá cách linh hoạt để tăng tính an toàn lái xe rút ngắn thời gian di chuyển  … Xe tự hành thông minh phần tử hệ thống giao thơng thơng minh, vận hành bên khu vực hạn chế tư nhân mạng lưới đường có chúng tn theo xác tình trạng an tồn phương tiện có người lái Nhiều lợi thấy rõ sử dụng phương tiện tự hành thông minh sống hàng ngày có tác động thực tích cực xã hội, từ quan điểm xã hội, kinh tế mơi trường Chúng phản ứng nhanh nhạy trình điều khiển người, trường hợp tình lái xe nguy hiểm, nơi cứu sống người, giảm số vụ tai nạn đường người gây Tính tốn từ hệ thống phương tiện đưa định di chuyển để cải thiện tình trạng giao thông điều kiện tắc nghẽn, số lượng phương tiện dày đặc theo chuyển động không gian Những phương tiện điều chỉnh vận tốc chúng quỹ đạo theo tình trạng giao thơng môi trường xung quanh thay đổi Việc tự động điều khiển giúp giảm đáng kể tỷ lệ phát thải khí nhiễm vận hành phương tiện Sự phát thải khí phụ thuộc trực tiếp gián tiếp vào loại lượng sử dụng phương tiện thông minh động điện, động đốt trong, … Biết phương tiện tự hành khơng thể thay số tình thực phương tiện điều khiển thủ công, lý chúng thường lái xe tốc độ thấp, chúng cần có thời gian để tính tốn, phân tích phản ứng Do đó, chúng đặc biệt giúp ích đáng kể cho người trình thực nhiệm vụ lặp lặp lại định điều kiện giao thông không thay đổi nhiều Hệ thống phương tiện giao thơng vận tải thơng minh ứng dụng: Hình 1: Xe tự hành Gottwald ECT Delta Terminal, Rotterdam Tổng quan hệ thống RobuCar Hình 1: RobuCar phiên mẫu công ty Robosoft Trong báo cáo này, bước tính tốn, mơ hình hóa phiên mẫu RobuCar phân tích làm rõ Nguyên mẫu RobuCar trình bày Hình xe điện hoạt động với bốn bánh xe dẫn động hai hệ thống lái dẫn động Nó loại hệ thống nhiều đầu vào, nhiều đầu (Multi Inputs Multi Outputs, MIMO) 2.1 Tính Xe sử dụng động truyền động cho bánh, RobuCar có mơmen xoắn lớn Chuyển động lái trước sau điều khiển thông qua truyền động DC, cho phép xe thực ba chế độ truyền động:  Chế độ truyền động đơn (Single Drive Mode), có tay lái phía trước điều khiển q trình chuyển động tay lái phía sau giữ tĩnh  Chế độ truyền động kép (Dual Drive Mode), dây lái trước sau điều khiển ngược chiều  Chế độ đỗ xe (Park Mode), dây lái phía trước phía sau điều khiển theo hướng Để thay cho sơ đồ khối cổ điển, đầu vào đầu hệ biểu thị cặp effot-flow (e, f) biểu đồ bond Bao gồm: Dưới biểu đồ tổng quan hệ thống xe Hình 2: Tổng quan hệ thống với 4x4 inputs Bằng việc mơ hình hóa thành phần xe, tác động thành phần tính tốn, mơ phỏng, từ đưa phương pháp điều khiển xác 2.2 Một số thơng số Thơng số hình học Bảng 1: Bảng thơng số hình học Axle1 Axle2 Ride height (mm) 126 126 Reference ride height (mm) 126 126 Reference loaded radius (mm) 200 200 Unsprung mass by wheel (kg) 29 29 Static load-left (daN) 65.2 1/2 track-left (mm) 560.5 Wheel base-left (mm) 60.5 1126 Twin wheels no no Free weight (Kg) 310 93.2 560.5 Thông số cảm biến khung xe  Cảm biến gia tốc: số lượng Bảng 2: Vị trí cảm biến gia tốc X(mm) Y(mm) Accelerometer 780 Accelerometer 0 Accelerometer 800  Cảm biến encoder quang học: số lượng  Cảm biến laser Thơng số thân xe Bảng 3: Thơng số kích thước thân xe Z(mm) 220 350 350 Front overhang—axial A Front overhang—side B Front overhang—side C Rear overhang—axial A Rear overhang—axial B Rear overhang—axial C X(mm)_ 350 350 210 1560 1560 1410 Y(mm) 170 310 170 310 Z(mm) 0 0 Bảng 4: Thông số động Tên Motor 900 W Loại động Direct current with permanent magnet Modeling type Khối lượng (kg) Experimental Rotor radius of gyration (mm) 50 Power factor Inductance L j (H) Resistance Re j (Ω) ) 0.075 0.32 Mơ hình hóa RobuCar 3.1 Mơ hình động học hình học (Kinematic and Geometric Model): Hình 3: Các lực tác động lên xe The longitudinal RobuCar’s velocity is: (3.1 ) Với: u❑ tọa độ dọc trục k j hệ số đàn hồi F Nj phản lực lên lốp xe The yaw RobuCar’s velocity is: (3.2 ) The lateral RobuCar’s velocity (3.3 ) Phương trình động học xe (3.4 ) Với (3.5 ) 3.2 Mơ hình phần tư xe (Quarter Vehicle Model) Xe tự hành RobuCar coi hệ gồm hệ nhỏ lắp đối xứng khung xe Do đó, mơ hình phần tư xe phân tích có ý nghĩa cho bánh xe Trước hết, lốp xe mơ hình hóa phần (bao gồm độ đàn hồi động theo phương, thủy động lực học, khí nén, nhiệt động lực học), sau mơ hình hóa động điện cuối hệ thống dẫn hướng cho bánh xe 10

Ngày đăng: 15/05/2023, 10:51

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w