Nghiên cứu, thiết kế giao diện điều khiển chuyển động ô tô ảo bằng thiết bị ngoại vi,đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ ẢO BẰNG THIẾT BỊ NGOẠI VI Research, interface design motion control of virtual automotive peripherals Phạm Ngọc Duy Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Cơ Sở II Gmail: Hunterckot51@gmail.com TĨM TẮT máy cơng cụ, cơng nghệ sản xuất ô tô, phụ tùng, robot, y học, qn sư Cơng nghệ điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại vi mở phương pháp ứng dụng kỹ thuật hứa hẹn mang lại lợi ích to lớn cho người Cơng nghệ thực chất tích hợp nhiều công nghệ truyền thống khác thể thống nhất, cấu thành từ modul khí, điện điện tử, khí nén thủy lưc phàn tử điều khiển (sensor – cảm biến đo lường, actuator – điều khiển điều chỉnh), phần mềm tin học sản phẩm tạo phải thể thống có Trong đề tài chúng em nêu phần ứng dụng lĩnh vực điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại vi hệ thống lái xe ô tô Bằng phương pháp mơ hình hóa mơ chúng em bước đầu nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực điều khiển mô hình 3D thiết bị ngoại vi để giải tốn quay vịng Bên cạnh tiếp cận với phần mềm thiết kế 3D phần mềm lập trình kết nối điều khiển PHẦN MỞ ĐẦU ảnh hưởng định lẫn Từ nhu cầu phát triển sản phẩm cần tích hợp cơng nghệ Tính cấp thiết đề tài liên nghành khí, điện điện tử cơng nghệ thơng Khoa học kỹ thuật ngày tiến phát tin điều khiển hệ thống Những hệ thống triển, đặc biệt thành tựu điện-điện tử chuyển từ hệ điện với phần điện khí phần mềm mơ - lập trình tự động hóa khí riêng rẽ sang hệ điện tích hợp cảm giúp mở nhiều hướng thiết kế chế tạo ôtô mà biến, cấu chấp hành, mạch điện tử số Sự điển hình việc ứng dụng cơng nghệ điều tích hợp tạo nên nhiều sản phẩm khiển gián tiếp (by-wire technology) xe ôtô cung cấp giải pháp, tăng hiệu tính hệ thống lái, hệ thống phanh, hệ thiết bị công nghiệp dân dụng tương lai, thống điều khiển động cơ… Công nghệ phát triển cơng nghệ điều khiển mơ hình 3D bước đột phá lĩnh vực thiết kế ôtô, mang thiết bị ngoại vi thúc đẩy phát lại cho người điều khiển lợi ích đặc biệt Tuy triển lĩnh vực có liên quan, phát triển nhiên Việt Nam cịn quan tâm tới, nhanh chóng ngành giúp tăng tốc độ đề tài “ Nghiên cứu , thiết kế giao diện điều phát triển sản phẩm thông minh Chúng ta khiển chuyển động ô tô ảo thiết bị ngoại vi” hi vọng vào tiến lĩnh vực nhằm mục đích tìm hiểu, nghiên cứu ứng dụng điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại vi cơng nghệ điều khiển hệ thống lái , góp phần phát đem lại lợi ích cho lĩnh vực khác chế tạo triển công nghiệp ôtô nước ta Mục tiêu nghiên cứu đề tài thiết bị ngoại vi điều khiển hệ thống điện tử • Trong phạm vi nghiên cứu đề tài này, chúng từ lập trình Từ việc lập trình điều em muốn thực mục tiêu đề khiển, mô phần mềm thay sau: dần mơ khí nhiều tốn Việc • Nghiên cứu việc điều khiển chuyển động ô tô ảo thiết bị ngoại vi • Thiết kế giao diện điều khiển ô tô ảo thiết bị ngoại vi Các nhiệm vụ yêu cầu đề tài thiết kế mô phần mềm thu nhận tín hiệu từ thiết bị ngoại vi đem đến cho đội ngũ thiết kế, xây dựng, chế tạo, bán hàng tiếp thị khả nằng khám phá thực sản phẩm hoàn chỉnh trước tạo Các kỹ sư nhà • Thiết kế hệ thống lái ảo khoa học sử dụng chế tạo mẫu kĩ thuật khác • Lập trình giao diện điều khiển chuyển động trước tốn chi phí để chế tạo mẫu vật thật • Lựa chọn thiết bị điều khiển ngoại vi 1.2 Các ứng dụng kết nối 3D thiết bị • Điều khiển chuyển động thiết bị ngoại vi ô tô ảo Cấu trúc đề tài Cấu trúc đề tài nghiên cứu khoa học gồm ba chương cụ thể sau: MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN GIỮA KẾT NỐI 3D VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI CHƯƠNG II: CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIAO TIẾP GIỮA MƠ HÌNH 3D Ô TÔ VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI CHƯƠNG III: KẾT NỐI, ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI 3D BẰNG THIẾT BỊ NGOẠI VI KẾT LUẬN CHƯƠNG I TỔNG QUAN GIỮA KẾT NỐI 3D VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI 1.1 Lịch sử hình thành kết nối 3D thiết bị ngoại vi ngoại vi Với công nghệ điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại vi có nhiều ứng dụng hữu ích y học, quân sự, giáo dục đào tạo, giải trí, game Ví dụ: y học tạo thiết bị phẫu thuật, công nghiệp điều khiển rô bốt từ xa, giáo dục đào tạo thực hành lái xe ô tô cavs loại xe công nghiệp ảo 1.3 Tương lai lĩnh vực nghiên cứu Trong tương lai việc điều khiển mô hình 3D thiết bị ngoại vi áp dụng với nhiệm vụ lớn hơn, áp dụng rộng rãi Và nhờ vào p hát triển tạo mối liên kêt lĩnh vực liên quan, phát triển giúp tăng tốc độ phát triển sản phẩm thông minh Chúng ta hi vọng vào tiến lĩnh vực điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại vi đem lại lợi ích cho lĩnh vực khác chế tạo máy công cụ, công nghệ sản xuất ô tô, phụ tùng, robot, y học, quân sư Ngày việc Sự xuất linh kiện bán dẫn điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại năm 50 máy tính điện tử số vi dần phổ biến việt nam công năm 70 tạo ghép nối tương quan nghiệp bước vào giai đoạn phát kỹ thuật khí với điện tử, điều khiển công nghệ triển mạnh mẽ quốc gia phát triển thơng tin với đời việc áp dụng cơng nghệ mang chương trình, phần mềm giúp cho người lại cho nhiều lợi ích mặt kinh tế, giáo tương tác với máy tính dễ dục quân kĩ sư nhà thiết kế tạo tra dàng Vào thập niên 80 Những phần cố máy mà không cần tốn nhiều thời mềm thiết kế 3D khí đời với gian kinh phí để tạo mơ hình thử nghiệm phần mềm điện tử để thu thập tín hiệu từ Việc áp dụng công nghệ bước phát triển mạnh mẽ công nghiệp giáo dục cotg 𝛽 = việt nam giới CHƯƠNG II Vậy: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIAO TIẾP GIỮA MƠ HÌNH 3D Ơ TƠ VÀ THIẾT cotg 𝛽 − cotg 𝛼 = Trong đó: B khoảng cách tâm cảu ngỗng 2.1 Giới thiệu điều khiển tơ quay α góc quay bánh xe dẫn hướng bên người tác đông lên ô tơ tơ chuyển động an tồn liên tục, thơng qua cấu ngồi β góc quay bánh xe dẫn hướng bên hệ thống ô tô hệ thống lái, hệ thống phanh, ly hợp, hộp số hệ thống cung cấp nhiên liệu ô tô Và chịu ảnh hưởng trực tiếp thời tiết, điều kiện đường xá sức khỏe người điều khiển ô tô 2.2 Lý thuyết điều khiển hệ thống lái 2.2.1 Cấu tạo chung hệ thống lái 2.2.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống lái khí 2.2.3 Nguyên lý điều khiển hệ thống lái có trợ lực 2.3 Động lực học quay vòng hệ thống lái Theo lý thuyết tơ ta có để tơ quay vịng khơng bị trượt điều kiện cần đủ bánh xe phải quay quanh tâm O Khi quay vòng bánh xe dẫn hướng quay với ngỗng ���� 𝑂𝐷 − ���� 𝑂𝐶 𝐵 = 𝐿 𝐿 L chiều dài sở ô tô BỊ NGOẠI VI Điều khiển ô tô loạt hoạt động ���� ���� 𝑂𝐶 𝑂𝐷 , cotg 𝛼 = 𝐿 𝐿 Phương trình chưa kể đến độ biến dạng bên bánh xe Để tơ quay vịng với bán kính quay vịng khác mà quan hệ α β giữ cơng thức dạng hình thang lái đan tơ phải hồn tồn xác định Trong thực tế hình thang lái đan tơ khơng thể hồn tồn thỏa mãn quan hệ cơng thức thường chọn quan hệ cấu lái cho ta sai lệch với quan hệ lý thuyết q trình tính tốn thiết kế dựa vào xe tham khảo chọn loại dẫn động loại khâu khớp cho tính tốn quay ngỗng quay nằm dầm cầu trước CHƯƠNG III quay quanh trục mà khơng di chuyển vị ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI 3D trí Quan hệ ngỗng quay nhờ hình BẰNG THIẾT BỊ NGOẠI VI thang lái mà ta gọi hình thang lái đan tô Trên 3.1 Giới thiệu phần mềm LabVIEW phần hình 2.2 Ta có góc α > β Hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo cho hai bánh dẫn hướng quay với góc α β theo quan hệ khơng đổi đảm bảo quay vịng không trượt sau: mềm solidworks 3.1.1 Giới thiệu phần mềm LabVIEW Phần mềm LabVIEW phát triển công ty National Intrument (NI) Hoa Kỳ, LabVIEW từ viết tắt cụm từ Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench Về chất phần mềm LabVIEW môi trường để lập trình cho ngơn ngữ lập trình đồ họa, hay cịn gọi ngơn ngữ lập trình G (Graphic) Giao diện LabVIEW bao gồm hai cửa sổ Hình 2.4: Động lực học quay vịng tơ Front Panel Block Diagram Đây hai sổ xuất sau khởi dộng chương trình Mọi thao tác người lập trình thực diễn hình chiếu, mặt cắt từ vẽ chi tiết hai cửa sổ 3D hay vẽ lắp có hai phần Cửa sổ Front Panel (FP) gọi giao 3.1.3 Các phần mềm kèm diện người dùng Đây nơi mà ta thiết lập NI-VISA 4.2 cao thông số đầu vào ứng dụng Modul liên kết solidwork labVIEW NI quan sát kết sau thực Cửa sổ Block Diagram (BD) cửa sổ có nhiệm Softmotion Module 2012 sp1 3.1.4 Giới thiệu card USB- HDL 9090 vụ hiển thị thuật toán mà người lập trình viết Card USB HDL 9090 card thu thập liệu bao gồm hàm tốn học (cộng, trừ, nhân, chia, xuất tín hiệu điều khiển đa hệ lũy thừa ), hàm lặp( For, While), hàm tạo HDL 9001 Ngồi trễ… Hay nói cách khác Block Diagram chứa chức có thuật tốn nhằm giải quyết, điều khiển ứng HDL 9001 dụng Kết của thuật tốn sau thu thập tín hiệu từ hiển thị Front Panel Các hàm tính tốn cảm biến, điều khiển có liên quan cửa sổ BD nối với ON/OFF, điều chế dây dẫn theo kiểu truyền tín hiệu Đây xung PWM v.v HDL 9090 có chức ưu điểm LabVIEW so với phần mềm Digital Input giúp bạn ứng dụng linh hoạt Với khác tính trực quan, dễ làm việc tính vượt trội tốc độ cao ADC cao 3.1.2 Giới thiệu phần mềm solidworks lần xác lần so với HDL 9001, card Solidworks người biết đến HDL 9090 lựa chọn tối ưu cho ứng dụng thu thập chương trình 3D CAD (Computer Aided Design) liệu điều khiển thuộc lĩnh vực khí chạy Microsoft 3.2 Thiết kế mơ hình tơ 3D, hệ thống lái Windows phát triển công ty Dassault phần mềm solidworks 2014 Systèmes Solidworks thuộc tập đoàn Dassault Dựa kết cấu hệ thống lái xe du Systèmes pháp Phần mềm có ưu điểm lịch chọn hệ thống lái trục vít giao diện đẹp, thân thiện, khả thiết kế nhanh lăn cho q trình thiết kế mơ Q trình phần mềm khác nhiều nhờ vào thiết kế mô sử dụng phần mềm xếp bố trí toolbar cách có hệ thống solidworks 2014 Trong q trình trình mơ hợp lý Mặt khác phần mềm khơng có nhiều cấu lái tách rời vô lăng lái, trục modul phần mềm khác catia hay loại bỏ hệ thống lái bao gồm vô lăng lái, động unigraphics vốn phần mềm lớn thiết kế điện, encoder, răng, bánh răng, rotuyl, nhiều lĩnh vực ô tô, hàng không, điện tử, chữ A, đầu nối bên, Solidworks sử dụng nhiều khí Sau vẽ xong có chi tiết xác , điện tử, tơ, thiết kế khí, tạo khn, hệ thống lái không trục lái sau thiết kế kim loại tấm, nói chung Cấu trúc phần mềm solidworks gồm ba phần bao gồm part, Assembly, Drawing Trong Part dùng để thiết kế chi tiết 3D cịn Assembly nơi sau có vẽ thiết kế 3D chọn Assembly để lắp ghép chi tiết thành cụm chi tiết hay thành cấu hay máy hồn chỉnh Drawing nơi biểu Hình 3.: Chi tiết sau vẽ Lắp ráp hồn thiện cấu lái Sử dụng mơi trường Assembly, ràng buộc giới hạn chuyển động chi tiết lại với Trong mơi trường assembly, đưa vào tồn số chi tiết bô vô lăng cấu lái thiết kế từ Part trước mở thư mục chứa chúng đặt bên cạnh cửa sổ solidworks sau kéo thả Part sang solidworks Hình 3.25: Giao diện giao tiếp labVIEW phần mềm solidworks 3.4 Giao tiếp, điều khiển khối 3D qua mơ hình hệ thống lái Sau điều khiển hệ thống lái 3D solidworks phần mềm labVIEW điều khiển hệ thống lái 3D Hình 3.16: vơ lăng lắp hồn chỉnh thiết bị ngoại vi Với nguyên lý hoạt 3.3 Kết nối phần mềm LabVIEW động sau Thay đầu vào posision solidworks tín hiệu mà thu từ thiết bị ngoại vi Điều khiển mô 3D cách sử dụng thông qua thiết bị thu xử lý tín hiệu phần mềm labVIEW nhúng vào phần mềm USB HDL 9090 Từ điều khiển thiết bị ngoại vi solidworks môi trường Assembly Motion hệ thống lái 3D hoạt động Chúng ta lựa chọn thiết bị ngoại vi vành tay lái có gắn thêm vào encoder để thu thập tín hiệu góc quay vành tay lái ta quay vành tay lái Encoder kết nối với trục lái thông qua dẫn động đai Hình 3.22: giao diện sau hồn thành lập trình Block Diagram Kết sau hồn thành có giao diện hình sau Hình 3.26: thiết bị ngoại vi vành tay lái Hình 3.23: Giao diện NI Hình 3.27: Vị trí gắn Encoder Sau có USB HDL 9090 với thiết bị ngoại vi tiến hành nối thiết bị thu thập tín hiệu từ Encoder mạch sau KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài nghiên cứu, thiết kế giao diện điều khiển chuyển động ô tô ảo thiết bị ngoại vi chúng em thu kết sau: - Nghiên cứu chế tạo mơ hình hệ thống lái ảo - Xây dựng điều khiển hệ thống lái tơ thiết bị ngoại vi Hình 3.30: mạch thu nhận tín hiệu từ Encoder - Mặt khác hộp thoại Block Diagram kĩ thiết kế solidworks thêm card HDL USB 9090 hình Và add vào vị trí USB card card HDL 9090 vào hộp thoại Front Panel nâng cao Hạn chế: - hình Kĩ lập trình phần mềm labVIEW Các góc đặt bánh xe chưa đưa vào tạo cảm giác lái - Sự ổn định vô lăng hồi vị trí ban đầu sau quay vòng - Tốc độ giao tiếp Labview SolidWorks chậm - Do thời gian nghiên cứu chế tạo mơ hình ngắn nên độ thẩm mỹ chưa cao Hình 3.31: Hộp thoại Front Panel Block Hướng phát triển đề tài Diagram Mặc dù có nhiều cố gắng nhiên với trình Sau hồn thành bước độ kinh phí thời gian có nhiều hạn chế điều khiển mơ hình 3D nên đề tài có hạn chế định Trong tương lai solidworks thiết bị ngoại vi vơ lăng lái nhóm nghiên cứu hồn thiện thêm phần sau: tô - Nghiên cứu ổn định vô lăng sau hồi - Nghiên cứu điều khiển thay đổi tỉ số truyền lái theo vận tốc xe - Áp dụng xe thật để nghiên cứu yếu tố khác ảnh hưởng tới cảm giác lái mà mơ hình khơng có Hình 3.32: Điều khiển hệ thống lái 3D thiết bị ngoại vi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Cao Trọng Hiền, TS Đào Mạnh Hùng,2010, Lý thuyết ô tô, NXB Giao Thông Vận Tải [2] Trần Chí Thiện, Tơ Đức Long, Nguyễn Văn Bang, 1984, Kết cấu tính tốn tơ NXB Giao Thơng Vận Tải [3] PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, 2006 , Cơ sở thiết kế ô tô, NXB Giao Thông Vận Tải [4] Ts Nguyễn Bá Hải , 2012 , Lập trình LabVIEW trình độ bản, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [5] Một số tài liệu hướng dẫn kỹ thuật hãng Toyota [6] số tài liệu đào tạo sử dụng phần mềm SOLIDWORKS [7] Internet http://www.google.com.vn http:/www.otohui.com http://youyobe.com http://www.ni.com MỤC LỤC THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .2 THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI PHẦN MỞ ĐẦU .6 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN GIỮA KẾT NỐI 3D VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI 1.1 Lịch sử hình thành kết nối 3D thiết bị ngoại vi 1.2 Các ứng dụng kết nối 3D thiết bị ngoại vi 1.3 Tương lai lĩnh vực nghiên cứu .12 CHƯƠNG II 13 CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIAO TIẾP GIỮA MƠ HÌNH 3D Ơ TƠ VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI .13 2.4 Giới thiệu điều khiển ô tô 13` 2.5 Lý thuyết điều khiển hệ thống lái 14 2.2.1 Cấu tạo chung hệ thống lái 14 2.2.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống lái khí 15 2.2.3 Nguyên lý điều khiển hệ thống lái có trợ lực 15 2.6 Động lực học quay vòng hệ thống lái .16 CHƯƠNG III 18 KẾT NỐI, ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI 3D BẰNG THIẾT BỊ NGOẠI VI .18 3.5 Giới thiệu phần mềm labview phần mềm solidworks 18 3.1.1 Giới thiệu phần mềm labview 18 3.1.2 Giới thiệu phần mềm solidworks .20 3.1.3 Các phần mềm kèm 20 3.1.4 Giới thiệu card USB-HDL 9090 21 3.2 Thiết kế mơ hình ô tô 3D, hệ thống lái phần mềm solidworks 2014 22 3.6 Kết nối phần mềm labview solidworks 28 3.7 Giao tiếp, điều khiển khối 3D qua mơ hình hệ thống lái .39 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .43 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ II THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế giao diện điều khiển chuyển động ô tô ảo thiết bị ngoại vi - Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Duy Nguyễn Trường Hải Vũ Minh Đức Dương Đình Tuấn - Lớp: Cơ khí tơ – k51 Khoa: Cơ Khí Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: Th.S Trần Văn Lợi Mục tiêu đề tài: Trong phạm vi nghiên cứu đề tài này, chúng em muốn thực mục tiêu đề sau: - Nghiên cứu việc điều khiển chuyển động ô tô ảo thiết bị ngoại vi - Thiết kế giao diện điều khiển ô tơ ảo thiết bị ngoại vi Tính sáng tạo: Ứng dụng lĩnh vực thiết kế để đưa vào mô chuyển động hệ thống lái tơ Qua giúp cho nắm vững kiến thức học Kết nghiên cứu: − Thiết kế hệ thống lái ảo − Lập trình giao diện điều khiển chuyển động − Lựa chọn thiết bị điều khiển ngoại vi − Điều khiển chuyển động thiết bị ngoại vi ô tơ ảo Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Chúng ta hi vọng vào tiến lĩnh vực điều khiển mơ hình 3D thiết bị ngoại vi đem lại lợi ích cho lĩnh vực khác chế tạo máy công cụ, công nghệ sản xuất ô tô, phụ tùng, robot, y học, quân sư Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm 2014 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Phạm Ngọc Duy Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm 2014 Xác nhận trường đại học Người hướng dẫn (ký tên đóng dấu) (ký, họ tên) Th.S Trần Văn Lợi Hình 3.5: Modul liên kết từ labVIEW tới solidworks Sau chọn xong hộp thoại Import Solidworks xuất hộp thoại nơi chọn file 3D để kết nối với môi trường labVIEW Nhấp vào Browse dẫn đến file 3D cần thiết Hình 3.6: Bảng dẫn đến file 3D Lúc hộp thoại Project Explorer xuất file 3D Tiếp theo phải khai báo Motor từ môi trường solidworks labVIEW Nhấp chuột phải vào My Computer chọn New chọn NI Softmotion Axis sau xuất hộp thoại Axis Configuration Trong hộp thoại Axis Configuration nhấp chuột vào add Axis ấn OK Hình 3.7: khai báo mô tơ labVIEW 30 Lúc hộp thoai Project Explorer xuất thêm biểu tượng Axis Hình 3.8: hộp thoại project Explorer sau add khối 3D khai báo motor Bước 3: Điều chỉnh thông số đối tượng hộp thoại Project Explorer Với My Computer Nhấp chuột phải vào My Computer chọn Propeties lúc xuất hộp thoại My Compurter properties hộp thoại chọn Scan Engine ( thời gian quét), chọn vào Start Scan Engine On Deploy sau ấn ok Hình 3.9: Điều chỉnh thơng số My Computer 31 Với khối 3D Nhấp chuột phải vào khối 3D chọn properties Khi xuất hộp thoại Assembly Propeties Trong hộp thoại sửa thông số Minimum Step Size Maximum Step Size hình ý Maximum Step Size khơng lớn Scan Engine My Computer Hình 3.10: Điều chỉnh thông số khối 3D Với Axis Nhấp chuột phải vào Axis chọn Propeties Lúc xuất hộp thoại Axis configuration Trong hộp thoại click chuột vào Enable Drive on Transition Active Mode chọn OK Hình 3.11: Điều chỉnh thơng số Axis Bước 4: Đồng kiểm tra kết nối labVIEW khối 3D solidworks 32 Trong hộp thoại Project Explorer chọn My Computer, Axis, khối 3D nhấp chuột trái chọn deloy Lúc xuất hộp thoại confilict Resolution ấn apply lần đồng labVIEW khối 3D solidworks Hình 3.12: đồng labVIEW solidworks Hình 3.13: hộp thoại confilict Resolution Trước vào lập trình điều khiển phải kiểm tra xem khối 3D điều khiển phần mềm LabVIEW hay chưa Để kiểm tra trước hết phải cho khối 3D hoạt động, nhấp chuột phải vào khối 3D hộp thoại Project Explorer chọn star simulation Tiếp theo nhấp chuột phải vào Axis chọn Interactive 33 Test Panel Xuất hộp thoại Interactive Test Panel hộp thoại đèn Drive Enabled bật xanh kết nối thành cơng ngược lại Hình 3.14: Cho chạy khối 3D Hình 3.15: Kiểm tra lỗi kết nối Hình 3.16: hộp thoại Interactive Test Panel 34 Sau kiểm tra hoàn tất tắt hộp thoại Interactive Test Panel dừng khối 3D mà bật cách nháy phải chuột vào khối 3D hộp thoại Project Explorer chọn Stop Simulation Bước 5: Tạo mơi trường lập trình labVIEW Sau tạo mối buộc phần mềm labVIEW phần mềm solidworks Tiếp theo viết chương trình cho Trước hết nhấp chuột trái vào My Computer hộp thoại Project Explorer chọn New chọn VI lúc xuất bảng thoại Front Panel Block Diagram giúp cho thiết lập thông số đầu vào ứng dụng, quan sát kết sau thực Cửa sổ Block Diagram (BD) cửa sổ có nhiệm vụ hiển thị thuật tốn mà viết Hình 3.17: Đường dẫn tới hộp thoại New VI Hình 3.18: Hộp thoại Front Panel hộp thoại Block Diagram 35 Bước 6: Viết chương trình để điều khiển khối 3D hộp thoại Block Diagram Trước hết tạo vòng lặp While cho khối điều khiển mà muốn tạo Trong hôp thoại Block Diagram nhấp chuột phải chọn Exec Control chọn vòng lặp While Loop Kéo thả chuột vịng lặp Hình 3.19: Cách tạo vịng lặp While Tiếp nhấp chuột trái vào hộp thoại Block Diagram chọn Vision and Motion chọn NI Softmotion chọn Express chọn công cụ làm việc Line Và có cơng cụ làm việc hình Hình 3.20: Lựa chọn cơng cụ làm việc Straight – Line Move 36 Tiếp tục định dạng lại cho công cụ Line chọn Nhấp chuột phải vào công cụ Straight – Line Move chọn Timing Model chọn Asynchronous ( không đồng bộ) tương tự nhấp tiếp chuột phải chọn Select Method chọn Absolute (tuyệt đối) Hình 3.21: Định dạng cho cơng cụ Line Sau định dạng công cụ Line cơng cụ Line hình 3.22 bao gồm execute thực hiện, position vị trí mà phải thực hiện, velocity tốc độ thực hiện, done nơi hiển thị thực xong lệnh, acceleration tăng tốc ngược lại deceleration , resource đầu vào cho công cụ sau thiết lập cho đầu vào đầu công cụ Straight – Line Move giao diện hình Hình 3.22: giao diện sau hồn thành lập trình Block Diagram Kết sau hoàn thành bước thứ có giao diện hình 3.23 sau 37 Hình 3.23: Giao diện NI Bước 7: Điều khiển khối 3D solidworks góc quay hộp thoại front panel Sau có hộp thoại Front Panel hình chọn vào resource chọn động khối 3D cần quay hình 3.24 Hình 3.24: Chọn đầu vào cho cơng cụ Line Sau xác định đầu vào cho công cụ Line làm cho khối 3D hoạt động cách sử dụng Start simulation hộp thoại Project Explorer kiểm tra 38 lại lỗi kết nối Interactive Test Panel từ điều khiển mơ hình 3D solidworks góc quay bên phần mềm labVIEW theo ý Hình 3.25: Giao diện giao tiếp labVIEW phần mềm solidworks 3.7 Giao tiếp, điều khiển khối 3D qua mơ hình hệ thống lái Sau điều khiển hệ thống lái 3D solidworks phần mềm labVIEW điều khiển hệ thống lái 3D thiết bị ngoại vi Với nguyên lý hoạt động sau Thay đầu vào posision tín hiệu mà thu từ thiết bị ngoại vi thông qua thiết bị thu xử lý tín hiệu USB HDL 9090 Từ điều khiển thiết bị ngoại vi hệ thống lái 3D hoạt động Chúng ta lựa chọn thiết bị ngoại vi vành tay lái có gắn thêm vào encoder để thu thập tín hiệu góc quay vành tay lái ta quay vành tay lái Encoder kết nối với trục lái thông qua dẫn động đai 39 Hình 3.26: thiết bị ngoại vi vành tay lái Hình 3.27: Vị trí gắn Encoder Sau có USB HDL 9090 với thiết bị ngoại vi tiến hành nối thiết bị thu thập tín hiệu từ Encoder mạch sau 40 Hình 3.30: mạch thu nhận tín hiệu từ Encoder Mặt khác hộp thoại Block Diagram thêm card HDL USB 9090 hình Và add vào vị trí USB card card HDL 9090 vào hộp thoại Front Panel hình Hình 3.31: Hộp thoại Front Panel Block Diagram Sau hồn thành bước điều khiển mơ hình 3D solidworks thiết bị ngoại vi vơ lăng lái tơ 41 Hình 3.32: Điều khiển hệ thống lái 3D thiết bị ngoại vi 42 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài nghiên cứu, thiết kế giao diện điều khiển chuyển động ô tô ảo thiết bị ngoại vi chúng em thu kết sau: - Nghiên cứu chế tạo mơ hình hệ thống lái ảo - Xây dựng điều khiển hệ thống lái ô tô thiết bị ngoại vi - Kĩ lập trình phần mềm labVIEW kĩ thiết kế solidworks nâng cao Hạn chế: - Các góc đặt bánh xe chưa đưa vào tạo cảm giác lái - Sự ổn định vơ lăng hồi vị trí ban đầu sau quay vòng - Tốc độ giao tiếp Labview SolidWorks chậm - Do thời gian nghiên cứu chế tạo mơ hình ngắn nên độ thẩm mỹ chưa cao Hướng phát triển đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng nhiên với trình độ kinh phí thời gian có nhiều hạn chế nên đề tài có hạn chế định Trong tương lai nhóm nghiên cứu hồn thiện thêm phần sau: - Nghiên cứu ổn định vô lăng sau hồi - Nghiên cứu điều khiển thay đổi tỉ số truyền lái theo vận tốc xe - Áp dụng xe thật để nghiên cứu yếu tố khác ảnh hưởng tới cảm giác lái mà mô hình khơng có TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Cao Trọng Hiền, TS Đào Mạnh Hùng,2010, Lý thuyết ô tơ, NXB Giao Thơng Vận Tải [2] Trần Chí Thiện, Tô Đức Long, Nguyễn Văn Bang, 1984, Kết cấu tính tốn tơ NXB Giao Thơng Vận Tải 43 [3] PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, 2006 , Cơ sở thiết kế ô tô, NXB Giao Thông Vận Tải [4] Ts Nguyễn Bá Hải , 2012 , Lập trình LabVIEW trình độ bản, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [5] Một số tài liệu hướng dẫn kỹ thuật hãng Toyota [6] số tài liệu đào tạo sử dụng phần mềm SOLIDWORKS [7] Internet http://www.google.com.vn http://www.oto-hui.com http://youyobe.com http://www.ni.com 44