Lập trình matlab hệ thống CRUISE CONTROL (1)

mô phỏng giải thích nguyên lý hệ thống cruise control mô phỏng hệ thống tính toán qua phần mềm matlab cho chạy biểu đồ từ đó phân tích ra được các biến số công thức để tính toán ra phương trình tối ưu nhất cho hệ thống hiểu rõ hơn

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - MƠN: LẬP TRÌNH MATLAB Đề tài: MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CRUISE CONTROL TRÊN Ơ TƠ NHĨM LỚP 21OT113 GV HƯỚNG DẪN: PHAN NHƯ QUÂN Đồng Nai, 10/2023 TÊN THÀNH VIÊN NHÓM 121000154 Trần Huỳnh Quốc Bảo 121001134 Văn Đức Huy Linh LỜI NÓI ĐẦU Đã có 50 triệu xe sản xuất toàn giới năm 2007, xe sản xuất tăng 5% năm Sự phát triển thị trường ô tô mang lại nhiều khía cạnh tiêu cực cần xem xét nghiêm túc ngành công nghiệp ô tô Thứ nhất, động đốt trở thành đối tượng gây ô nhiễm lớn cho môi trường Thứ hai, giá nhiên liệu tăng cao, buộc nhà sản xuất động ứng dụng công nghệ cho phép gây nhiễm hiệu Hệ thống kiểm sốt hành trình (Cruise Control System - CCS), CCS công nghệ ứng dụng nhiều loại xe nay, nhằm mục tiêu nâng cao hiệu suất hoạt động xe ô tô Mục đích hệ thống kiểm sốt hành trình để trì tốc độ xe khơng đổi có nhiễu lực cản bên ngoài, thay đổi gió hay điều kiện mặt đường Bài tiểu luận sâu vào nghiên cứu hệ thống kiểm sốt hành trình (Cruise Control System - CCS) cung cấp thông tin chi tiết cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng ưu nhược điểm công nghệ Nhờ hướng dẫn giúp đỡ thầy Phan Như Quân tạo điều kiện cho em hoàn thành tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤCC LỤC LỤCC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HÀNH TRÌNH CRUISE CONTROL .7 1.1 Lịch sử hình thành phát triển 1.2 Giới thiệu chung hệ thống .8 1.3 Chức vai trò hệ thống Cruise Control 1.4 Cách sử dụng hệ thống CCS 1.5 Ưu nhược điểm hệ thống CCS 10 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG CRUISE CONTROL .13 2.1 Bố trí chung nguyên lý hoạt động hệ thống cruise control 13 2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống Cruise Control 13 2.2.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống Cruise Control có sử dụng chấp hành 14 2.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống CCS điều khiển ECTS-I 14 2.3 Cách vận hành hệ thống CCS 15 2.3.1 Thiết lập tốc độ mong muốn 16 2.3.2 Tăng tốc điều khiển CSS 17 2.3.3 Giảm tốc điều khiển CSS .17 2.3.4 Hủy bỏ chức điều khiển chạy tự động 18 2.3.5 Phục hồi lại chức đặt trước tốc độ 18 2.4 Cấu tạo phận hệ thống Cruise Control 19 2.4.1 ECU điều khiển chạy tự động .19 2.4.2 Bộ chấp hành điều khiển chạy tự động 20 2.4.3 Các công tắc điều khiển chế độ điều khiển xe chạy tự động 22 2.4.4 Cảm biến tốc độ ( Speed Sensor) 22 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CRUISE CONTROL TRÊN PHẦN MỀM MATLAB-SIMULINK 27 3.1 Giới thiệu phần mềm Matlab–Simulink 27 3.2 Xây dựng cơng thức tính tốn động lực học xe chạy thẳng .28 3.3 Mô hệ thống phần mềm Matlab Simulink 31 3.4 Kết mô hệ thống Cruise Control 34 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .39 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Phiên kiểm sốt hành trình động nước James Watt Hình 1.2 Hệ thống kiểm sốt hành trình Cruise Control Hình 1.3 Cận cảnh ký hiệu Cruise Control vơ lăng 10 Hình 1.4 Các kiểu công tắc xe đại ngày .11 Hình 1.5 Khi xe vào cua ,hệ thống giảm tốc độ nhanh 12 Hình 2.1 Bố trí hệ thống Cruise Control ô tô 14 Hình 2.2 Hệ thống Cruise Control có sử dụng chấp hành 15 Hình 2.3 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống 15 Hình 2.4 Hệ thống CCS điều khiển ECTS-I 16 Hình 2.5 Thiết lập tốc độ mong muốn 16 Hình 2.6 Tăng tốc độ .17 Hình 2.7 Giảm tốc độ điều khiển 18 Hình 2.8 Hủy bỏ chức điều khiển chạy tự động 18 Hình 2.9 Phục hồi lại chức đặt trước tốc độ 19 Hình 2.10 Tín hiệu vào tín hiệu điều khiển ECU điều khiển chạy tự động .20 Hình 2.11 Bộ dẫn động chân không xe 21 Hình 2.12 Cấu tạo chấp hành dẫn động Mô tơ 21 Hình 2.13 Các cơng tắc điều khiển 22 Hình 2.14 Cảm biến tốc độ xe loại công tắc lưỡi gà 23 Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ loại quang 23 Hình 2.16 Cảm biến tốc độ xe loại điện từ 24 Hình 2.16 Cảm biến tốc độ xe loại điện từ 24 Hình 2.18 Hoạt động cảm biến tốc độ bánh xe loại MRE .24 Hình 3.1 Màn hình tiêu chuẩn sau khởi động Matlab………………………….21 Hình 3.2 Mơ hình động học tơ theo phương dọc……………………………… 22 Hình 3.3 Cấu trúc điều khiển PID………………………………………… 26 Hình 3.3 Thiết lập thông số điều khiển PID……………………………….26 Hình 3.4 Thơng số mơ tơ cho matlab………………………27 Hình 3.5 Mơ hình mơ hệ thống Cruise Control tơ………………… 27 Hình 3.6 phẳng Kết độ mở bướm ga mô tốc độ xe đường hệ thống Control…………………………………………………… Cruise 28 Hình 3.7 Biểu đồ mơ tốc độ xe đường phẳng hệ thống Cruise Control…………………………………………………………………… 28 Hình 3.8 Kết độ mở bướm ga mô tốc độ xe lên dốc hệ thống Cruise Control…………………………………………………………………… Hình 3.9 29 Biểu đồ mô tốc độ xe lên dốc hệ thống Cruise Control…………………………………………………………………………… 30 Hình 3.10 Kết độ mở bướm ga mô tốc độ xe xuống dốc hệ thống Cruise Control……………………………………………………………….30 Hình 3.11 Biểu đồ mơ tốc độ xe lên dốc hệ thống Cruise Control…………………………………………………………………………… 31 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HÀNH TRÌNH CRUISE CONTROL Hệ thống điều khiển hành trình (Cruise Control System - CCS) tự động điều khiển góc mở bướm ga xe chạy tốc độ đặt trước người lái Do người lái khơng cần phải nhấn lên bàn đạp ga Xe chạy tốc độ đặt trước lên dốc xuống dốc nhờ có hệ thống CCS Hệ thống đặc biệt có ích xe chạy đường cao tốc đường quốc lộ rộng khơng có thời gian nghỉ lâu Do đó, người lái thư giãn lái xe cách thoải mái 1.1 Lịch sử hình thành phát triển Hệ thống điều khiển hành trình với điều khiển ly tâm dùng ô tô từ đầu thập niên 1910, đặc biệt hãng Peerless Peerless quảng cáo hệ thống điều khiển họ "duy trì tốc độ dù xe lên hay xuống dốc" Công nghệ James Watt Matthew Boulton phát minh vào năm 1788 để điều khiển động nước Bộ điều khiển điều chỉnh vị trí van tiết lưu tốc độ động thay đổi với trọng tải khác Hình 1.1 Phiên kiểm sốt hành trình động nước James Watt Hệ thống điều khiển hành trình đại phát minh vào năm 1945 kỹ sư khí khiếm thị Ralph Teetor Ý tưởng ông nảy sinh thất vọng ngồi xe luật sư lái Theo lời ơng vị luật sư tăng tốc độ hạ xuống chậm Chiếc xe dùng hệ thống Teetor phát minh Chrysler năm 1958 Hiện hệ thống CCS điện tử modun riêng lẻ, chia sẻ liệu từ động cơ, hệ thống phanh chống bó cứng ABS, hệ thống điều khiển hộp số Trên vài dòng xe trang bị cảm biến rada để đánh giá mức độ tiếp cận xe với xe khác để điều chỉnh tốc độ nhằm trì khoảng cách khơng đổi 1.2 Giới thiệu chung hệ thống Hình 2.2 Hệ thống kiểm sốt hành trình Cruise Control Hệ thống điều khiển chạy tự động (CCS) tự điều khiển tốc độ xe CCS cho phép xe chạy với tốc độ không đổi mà không cần người lại xe nhấn bàn đạp ga Hệ thống đặc biệt có ích xe chạy đường cao tốc đường xa lộ Với hệ thống người lại thưa dãn lái xe cách thoải mái 1.3 Chức vai trò hệ thống Cruise Control Hệ thống điều khiển hành trình Cruise Control đóng vai trị hữu ích xe Đây trang bị hỗ trợ đại, giúp người lái giảm bớt căng thẳng mệt mỏi phải điều khiển xe đường cao tốc khoảng thời gian dài Ngoài hệ thống Cruise Control cịn giúp tiết kiệm nhiên liệu đáng kể kích hoạt hệ thống, ECU tự động tính toán lượng nhiên liệu phù hợp để điều khiển xe với tốc độ cài đặt Từ đó, xe tiêu hao mức nhiên liệu đề khơng có tăng giảm dẫn đến hao tốn nhiều Hệ thống Cruise Control giúp người lái tránh việc điều khiển xe tốc độ đơn giản xe mặc định sẵn tốc độ phù hợp Hệ thống ga tự động Cruise Control (CCS) trì xe chạy tốc độ lái xe đặt trước cách điều chỉnh tự động góc mở bướm ga, người lái khơng cần phải giữ chân ga Hệ thống ga tự động Cruise Control (CCS) đặc biệt có ích lái xe liên tục không nghỉ nhiều đường cao tốc hay đường xuyên quốc gia vắng người, người lái thả chân ga đạp ga xe chạy tốc độ không đổi cho dù lên hay xuống dốc Nhờ có hệ thống ga tự động Cruise Control (CCS) chuyến hành trình dài gây mệt mỏi Hệ thống ga tự động Cruise Control (CCS) áp dụng nhiều ôtô Mỹ ôtô Châu Âu, đường Mỹ rộng lớn nói chung thẳng 1.4 Cách sử dụng hệ thống CCS Hoạt động hệ thống CCS điều khiển công tắc chức năng, bàn đạp ga bàn đạp chân phanh Tùy theo loại xe có cách bố trí thiết kế khác thi tất có nguyên lý giống nhau: Cruis (ON/OFF): công tắc bật tắt hệ thống; hệ thống bật đèn báo sáng lên SET: đặt tốc độ; tốc độ xe thời điểm nhả lưu lại nhớ hệ thống đặt tốc độ CANCLE: hủy bỏ; hệ thống tạm dừng hoạt động người lái cưỡng chế tạm dừng bằng: đạp bàn đạp phanh, bàn đạp ly hợp; chuyển cần số đế vị trí N…