Đang tải... (xem toàn văn)
ANTILOCKBRAKING SYSTEM IN CARSIM BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Ô TÔ GVHD: ThS Nguyễn Trung Hiếu Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM. Trong khoảng thời gian học tập và rèn luyện tại môi trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, chúng em đã tiếp thu và học tập nhiều kiến thức bổ ích trong chuyên môn kỹ thuật lẫn đời sống bên ngoài. Kiến thức đó là nền tảng vững chắc để chúng em có cơ sở để hoàn thành các bài báo cáo môn học một cách hoàn thiện và đầy đủ nhất. Nhóm chúng em xin phép gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Nguyễn Trung Hiếu là giảng viên đảm nhiệm môn Hệ thống điều khiển tự động ô tô. Trong suốt 15 tuần học trên lớp với nhiều đề tài thú vị dành cho chúng em, thầy luôn tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo điều kiện hết mức có thể để giúp chúng em hoàn thành được báo cáo môn học ngày hôm nay cũng như có thêm nhiều kiến thức về các đề tài khác của các nhóm trong lớp. Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu về đề tài, nhóm chúng em đã cố gắng và nỗ lực, dành thời gian nghiên cứu tìm hiểu về chủ đề của nhóm cùng với sự giúp đỡ và hỗ trợ của thầy. Bên cạnh đó vì vốn kiến thức bị hạn chế và thời gian nghiên cứu và báo cáo chỉ nằm vỏn vẹn 15 tuần học nên chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó, nhóm chúng em kính mong nhận được thêm sự giúp đỡ của thầy để bài báo cáo nhóm chúng em được hoàn thiện và tốt hơn. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn và chúc thầy sức khỏe
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO MƠN HỌC ANTILOCK-BRAKING SYSTEM IN CARSIM GVHD: Th.S NGUYỄN TRUNG HIẾU TP Hồ Chí Minh, tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO MƠN HỌC Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô ANTILOCK-BRAKING SYSTEM IN CARSIM GVHD: Th.S NGUYỄN TRUNG HIẾU TP Hồ Chí Minh, tháng năm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .1 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu .2 1.4 Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT .3 2.1 Khái niệm hệ thống phanh ABS 2.2 Cấu tạo hệ thống phanh ABS ô tô 2.2.1 Cảm biến tốc độ 2.2.2 Cảm biến giảm tốc .4 2.2.3 Bộ chấp hành ABS .5 2.2.4 ABS ECU 2.4 Mô hình hóa hệ thống phanh ABS 2.5 Cơ sở lý thuyết hệ thống phanh ABS .9 2.5.1 Đặc điểm trình phanh tơ 2.5.2 Các tiêu chí đánh giá hiệu trình phanh .9 2.5.3 Các tiêu chí đánh giá tính ổn định phanh 11 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN SIMULINK 15 3.1 Xây dựng mơ hình hệ thống ABS cho bánh xe 15 3.2 Mơ hình hóa hệ thống ABS Malab/Simulink .19 3.2.1 Xây dựng mơ hình hệ thống phanh ABS 19 3.2.2 Bộ điều khiển ON/OFF hệ thống phanh ABS Matlab/Simulink 20 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN PHẦN MỀM CARSIM VÀ SIMULINK 25 4.1 Mô ABS đường có hệ số bám khác .25 4.1.1 Các bước thiết lập 25 4.1.2 Phân tích đồ thị kết đạt 32 4.2 Mô ABS xe chạy với vận tốc 120km/h vào cua phanh 36 4.2.1 Các bước thiết lập 36 4.2.2 Phân tích đồ thị kết đạt 41 4.3 Mô ABS xe đường, đột ngột gặp vật cản, phanh đánh lái tránh vật cản 45 4.3.1 Các bước thiết lập 45 4.3.2 Phân tích đồ thị kết đạt 51 CHƯƠNG 5: ASSIGNMENTS .56 5.1 Mô phân tích hệ thống MSD với đầu quãng đường, vận tốc, gia tốc thay đổi tham số hệ thống (m, b, k) 56 5.1.1 Với đầu quãng đường 56 5.1.2 Với đầu vận tốc 62 5.1.3 Với đầu gia tốc .69 5.2 Mô phân tích hệ thống xe với đầu vận tốc quãng đường 75 5.2.1 Với đầu vận tốc 76 5.2.1.1 TH1: xe có đầu vào khác hàm truyền giống 77 5.2.1.2 TH2: xe có đầu vào hàm truyền khác 79 5.2.2 Với đầu quãng đường .80 5.2.2.1 TH1: xe có hàm truyền đầu vào khác 80 5.2.2.2 TH2: xe có đầu vào hàm truyền khác 81 5.3 Assignments 83 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 88 6.1 Kết luận 88 6.2 Đề nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .90 LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập rèn luyện môi trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, chúng em tiếp thu học tập nhiều kiến thức bổ ích chuyên mơn kỹ thuật lẫn đời sống bên ngồi Kiến thức tảng vững để chúng em có sở để hồn thành báo cáo mơn học cách hồn thiện đầy đủ Nhóm chúng em xin phép gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Nguyễn Trung Hiếu giảng viên đảm nhiệm môn Hệ thống điều khiển tự động ô tô Trong suốt 15 tuần học lớp với nhiều đề tài thú vị dành cho chúng em, thầy tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều kiện hết mức để giúp chúng em hồn thành báo cáo mơn học ngày hơm có thêm nhiều kiến thức đề tài khác nhóm lớp Trong q trình tìm hiểu nghiên cứu đề tài, nhóm chúng em cố gắng nỗ lực, dành thời gian nghiên cứu tìm hiểu chủ đề nhóm với giúp đỡ hỗ trợ thầy Bên cạnh vốn kiến thức bị hạn chế thời gian nghiên cứu báo cáo nằm vỏn vẹn 15 tuần học nên chúng em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do đó, nhóm chúng em kính mong nhận thêm giúp đỡ thầy để báo cáo nhóm chúng em hồn thiện tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn chúc thầy sức khỏe! i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ABS: Antilock - Braking System ii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Ơ tơ chở đồn nghệ thuật tình thương biểu diễn Nghệ An bị phanh…………….1 Hình 2.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh ABS ô tô…………………………………… Hình 2.2 Cấu tạo cảm biến tốc độ……………………………………………………………4 Hình 2.3 Cấu tạo cảm biến giảm tốc…………………………………………………………4 Hình 2.4 Bốn mức tín hiệu cảm biến giảm tốc………………………………………………5 Hình 2.5 Sơ đồ chấp hành thủy lực loại van điện vị trí………………………………… …5 Hình 2.6 Sự thay đổi hệ số bám dọc φ x hệ số bám ngang y theo độ trượt δp bánh xe phanh…………………………………………………………………………………………… 13 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống ABS cho bánh xe……………………………………………… 15 Hình 3.2 Hệ thống cho vận tốc bánh xe…………………………………… …………… 15 Hình 3.3 Đồ thị vận tốc xe vận tốc bánh xe (khơng có ABS)………………………… 16 Hình 3.4 Đồ thị độ trượt (khơng có ABS)……………………………………………………….17 Hình 3.5 Đồ thị vận tốc xe vận tốc bánh xe (có ABS)………………………………… 17 Hình 3.6 Đồ thị độ trượt (có ABS) …… ……………………………………………………….18 Hình 3.7 Đồ thị quãng đường phanh xe có ABS xe khơng có ABS…………………… 18 Hình 3.8 Mơ hình hệ thống phanh ABS ……………………………………………………… 19 Hình 3.9 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống ABS …………………………………………… 20 Hình 3.10 Khối Process………………………………………………….…………………… 20 Hình 3.11 Đầu vào khối Process……………………………………………………………… 20 iii Hình 3.12 Đầu khối Process……………………………………………………… ……… 21 Hình 3.13 Sơ đồ khối controller………………………… …………………………… …… 21 Hình 3.14.Thơng số khối relay……………………… ………………………………….…… 22 Hình 3.15 Thơng số khối Speed Limit……………………………… ……………… … … 23 Hình 3.16 Sơ đồ khối Actuator…………………………………………….…………….…… 24 Hình 3.17 Thơng số khối Transfer Fcn………………………………….……………….…… 24 Hình 4.1 Tạo dataset ABS………………………………………………….…… 25 Hình 4.2 Thay đổi thơng số………………………………………………….…………… 26 Hình 4.3 Thay đổi điều khiển Simulink…………………………………………… …… 26 Hình 4.4 Thay đổi đường dẫn Simulink………………………………………………….…… 27 Hình 4.5 Các chân input ABS………………………………………………….…………… 27 Hình 4.6 Các chân output ABS………………………………………………………… …… 28 Hình 4.7 Phương thức vận hành………………………………………………….…………… 29 Hình 4.8 Thiết lập loại đường…………………………………… …………………….…… 30 Hình 4.9 Thiết lập xe khơng có ABS…………………………………………………….…… 31 Hình 4.10 Kết quả……………………………………………………………………… …… 31 Hình 4.11 Đồ thị vân tốc bánh xe xe có ABS xe khơng có ABS………………… 32 Hình 4.12 Đồ thị áp suất phanh bánh xe xe có ABS xe khơng có ABS……… … 33 Hình 4.13 Đồ thị độ trượt bánh xe có ABS khơng có ABS………………………… 34 iv Hình 4.14 Đồ thị qng đường xe có ABS xe khơng có ABS………………………… 35 Hình 4.15 Đồ thị gia tốc dọc xe có ABS xe khơng có ABS………………………… 35 Hình 4.16 Đồ thị gia tốc ngang xe có ABS xe khơng có ABS…………………… … 36 Hình 4.17 Tạo Dataset mới…………………………………………………………………… 37 Hình 4.18 Tạo Dataset mới…………………………………………………………………… 37 Hình 4.19 Thay đổi thơng số……………………………………………………………… 38 Hình 4.20 Thay đổi thơng số……………………………………………………………… 38 Hình 4.21 Thiết lập vị trí xuất phát xe………………………………………….………… 39 Hình 4.22 Thiết lập thời gian phanh…………………… ………………………….………… 39 Hình 4.23 Thiết lập case study khơng có ABS………………………………………… …… 40 Hình 4.24 Kết mơ phỏng………………………………………………….…….………… 40 Hình 4.25 Đồ thị vận tốc xe, bánh xe hai xe ABS khơng ABS……… ……………41 Hình 4.26 Đồ thị áp suất phanh bánh xe xe ABS khơng ABS……………….… 42 Hình 4.27 Đồ thị hệ số trượt bánh xe xe có ABS khơng ABS………………… … 43 Hình 4.28 Đồ thị gia tốc dọc xe………………………………………… …………… … 43 Hình 4.29 Đồ thị gia tốc ngang xe………………………………………………………… 44 Hình 4.30 Đồ thị quãng đường quãng đường phanh xe……………………………45 Hình 4.31 Tạo dataset mới……………………………………………………………… …… 46 Hình 4.32 Thiết lập thơng số……………………………………………………………… 47 Hình 4.33 Thiết lập thời gian phanh……………………………………………… ………… 47 v Hình 4.34 Thiết lập đánh lái…………………………………………………………………… 48 Hình 4.35 Thiết lập dạng đường……………………………….……………………………… 48 Hình 4.36 Thiết lập tọa độ vật cản………………………………………………….………… 49 Hình 4.37 Gửi liệu sang simulink……………………………………………….………… 49 Hình 4.38 Tạo case study khơng có ABS……………………………………………………….50 Hình 4.39 Đồ thị vận tốc xe, bánh xe xe ABS khơng ABS……………………………51 Hình 4.40 Đồ thị áp suất phanh bánh xe xe có ABS khơng có ABS……….… 52 Hình 4.41 Đồ thị hệ số trượt bánh xe xe có ABS khơng có ABS…………………53 Hình 4.42 Đồ thị quãng đường xe có ABS xe khơng có ABS…………………… ……54 Hình 4.43 Đồ thị gia tốc dọc xe có ABS xe khơng có ABS……………………… ……54 Hình 4.44 Đồ thị gia tốc ngang xe có ABS xe khơng có ABS………… ………………55 Hình 5.1 Mơ hình MSD…………………………………………………………… …… ……54 Hình 5.2 Thay đổi giá trị lực F………………………………………………….… …… ….…57 Hình 5.3 Độ thị vị trí thay đổi giá trị lực F…………………………………… …… …….57 Hình 5.4 Thay đổi khối lượng vật nặng m………………………………………… …… ……58 Hình 5.5 Đồ thị vị trí thay đổi khối lượng vật nặng m………………………… …… ……59 Hình 5.6 Thay đổi hệ số cản b………………………………………………… … …… ……60 Hình 5.7 Đồ thị vị trí thay đổi hệ số cản b…………………… ………… … …… ……60 Hình 5.8 Thay đổi độ cứng lò xo k………………………………………………… … …… 61 vi