Nghiên cứu và thiết lập bộ thông số pid tối ưu cho hệ thống treo chủ động 1 2 xe bằng matlab

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT LẬP BỘ THỐNG SỐ PID TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG 1/2 XE BẰNG MATLAB GVHD: Th.S DƯƠNG NGUYỄN HẮC LÂN SVT H: NGUYỄN HỒNG CƠNG MAI HỒNG LINH SKL010717 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT LẬP BỘ THỐNG SỐ PID TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG 1/2 XE BẰNG MATLAB SVTH : MSSV : SVTH : MSSV : Khóa : Ngành : GVHD : NGUYỄN HỒNG CƠNG 19145209 MAI HỒNG LINH 19145259 2019-2023 CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Th.S DƯƠNG NGUYỄN HẮC LÂN Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 I CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp.Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Nguyễn Hồng Công MSSV : 19145209 Mai Hồng Linh MSSV : 19145259 Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật ô tô Lớp : 19145CL4A Họ tên giáo viên hướng dẫn : Ths Dương Nguyễn Hắc Lân Ngày nhận đề tài : 17/02/2023 Ngày nộp đề tài : 01/07/2023 Tên đề tài : Nghiên cứu thiết lập thông số PID tối ưu cho hệ thống treo chủ động 1/2 xe Matlab Các số liệu, tài liệu ban đầu : • Các tài liệu, giáo trình hệ thống treo xe tơ • Các báo, nghiên cứu hệ thống treo chủ động • Các nghiên cứu giải thuật di truyền Nội dung thực đề tài : • Tổng quan hệ thống treo • Xây dựng mơ hình hệ thống treo 1/2 xe tơ Matlab/Simulink • Tạo giao diện người dùng GUI Sản phẩm • Các file mơ hệ thống treo 1/2 xe ô tô, giao diện người dùng • Một thuyết minh đồ án • Một file mềm chứa : file word, pdf, PowerPoint, video thuyết trình, file code TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN II CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên : Nguyễn Hồng Cơng MSSV : 19145209 Mai Hồng Linh MSSV : 19145259 Ngành : Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài : Nghiên cứu thiết lập thông số PID tối ưu cho hệ thống treo chủ động 1/2 xe Matlab Họ tên giáo viên hướng dẫn : Ths Dương Nguyễn Hắc Lân NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực : Ưu điểm : Khuyết điểm : Đề nghị cho bảo vệ hay không ? Đánh giá loại : Điểm : (Bằng chữ : .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên III CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên : Nguyễn Hồng Cơng MSSV : 19145209 Mai Hồng Linh MSSV : 19145259 Ngành : Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài : Nghiên cứu thiết lập thông số PID tối ưu cho hệ thống treo chủ động 1/2 xe Matlab Họ tên giáo viên hướng dẫn : TS Dương Tuấn Tùng NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực : Ưu điểm : Khuyết điểm : Đề nghị cho bảo vệ hay không ? Đánh giá loại : Điểm : (Bằng chữ : .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên IV TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài : NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT LẬP BỘ THÔNG SỐ PID TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG 1/2 XE BẢNG MATLAB Họ tên sinh viên : Nguyễn Hồng Công MSSV : 19145209 Mai Hồng Linh MSSV : 19145259 Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện thành viên Hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch hội đồng : Giảng viên hướng dẫn : Giảng viên phản biện : Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 V LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em thành thật bày tỏ lịng biết ơn đến q Thầy Cơ Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM dạy dỗ hướng dẫn suốt năm học vừa qua Đặc biệt, nhóm muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Ths Dương Nguyễn Hắc Lân người tận tình hỗ trợ dẫn cho chúng em, thầy đưa lời khuyên hiệu nhóm gặp khó khăn, thầy giải đáp tận tình câu hỏi nhóm chưa hiểu Trong việc hồn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp, nhóm thầy làm việc có thể, đảm bảo báo cáo đồ án tốt nghiệp tiến độ Một lần nữa, chúng em xin trân trọng bày tỏ lịng biết ơn đến Thầy Cơ nhà trường hỗ trợ nhóm hồn thành đề tài đồ án tốt nghiệp trọn vẹn Xin chân thành chúc quý Thầy Cô mạnh khỏe, hạnh phúc thành đạt Chúng em đặc biệt kính chúc thầy Ths Dương Nguyễn Hắc Lân nhiều thành công thắng lợi tương lai Cuối nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên nhóm suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành đề tài đồ án tốt nghiệp Không thể thiếu sót nhỏ từ đề tài, chúng em mong nhận lời góp ý từ quý Thầy Cơ, bạn bè để đề tài hồn thiện TP.Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Hồng Cơng Mai Hồng Linh VI TĨM TẮT Hiện nay, ngành tơ phát triển nhanh chóng phạm vi tồn cầu Việt Nam Do đó, hãng ô tô giới liên tục tạo cơng nghệ cải tiến nhằm đại hóa sản phẩm Trong đó, hệ thống treo phận quan trọng xe tiêu chí hàng đầu để đánh giá độ tốt xe Sự phát triển vượt bậc công nghệ khiến sản phẩm xe ngày đáp ứng nhiều tiêu chí độ êm dịu, khả chuyển động đáp ứng nhu cầu khách hàng Đề tài: “Nghiên cứu thiết lập thông số điều khiển hệ thống treo chủ động mơ hình 1/2 xe Matlab” nhằm mục đích nghiên cứu, mơ phỏng, đưa kết đánh giá chúng dựa tiêu chí tiêu chuẩn Từ đưa nhận xét từ tổng quan đến chi tiết nhằm thể đầy đủ phương diện hệ thống treo chủ động Ngồi đề tài cịn đưa phương pháp khiến cho việc tính tốn dễ dàng hơn, việc quan sát trở nên trực quan Đề tài đưa phương pháp mơ phỏng, tính tốn thiết lập thơng số, trình bày kết (bao gồm thông số đồ thị) so sánh tiêu chí độ êm dịu (bao gồm biên độ dao động, gia tốc, lực chấp hành,…) Nội dung đề tài thể qua phần sau: - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Xây dựng hệ thống treo chủ động 1/2 xe ô tô - Chương 3: Tạo giao diện GUI phần mềm Matlab - Chương 4: Chạy trương trình đánh giá thực nghiệm - Chương 5: Kết luận hướng phát triển VII MỤC LỤC NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT LẬP BỘ THỐNG SỐ PID TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG 1/2 XE BẰNG MATLAB I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN III PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN IV XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN V LỜI CẢM ƠN VI TÓM TẮT VII MỤC LỤC VIII DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU X DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU XII DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ XIII CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược hệ thống treo xe ô tô độ êm dịu xe ô tơ 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Khái quát đề tài 1.4 Mục đích nghiên cứu đề tài 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Bố cục đề tài 1.8 Kế hoạch thực đề tài CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG 1/2 XE Ô TÔ 2.1 Tổng quan hệ thống treo ô tô 2.1.1 Hệ thống treo ô tô 2.1.2 Phân loại VIII 2.1.3 Hệ thống treo bị động hệ thống treo chủ động ô tô 2.2 Mô mấp mô mặt đường thực tế phần mềm Matlab/Simulink 10 2.3 Đầu vào điều khiển PID hệ thống treo 14 2.3.1 Giới thiệu điều khiển PID 14 2.3.2 Giá trị đầu vào mong muốn điều khiển PID 16 2.4 Mô hình hóa hệ thống treo 1/2 xe phương trình tốn học 20 2.5 Mơ hệ thống treo 1/2 xe Matlab Simulink 22 2.6 Thiết kế điều khiển PID cho hệ thống treo chủ động 1/2 xe ô tô 23 2.6.1 Khái quát thực tìm thông số điều khiển PID hệ thống treo 1/2 ô tô 29 2.6.2 Khởi tạo quần thể ban đầu 30 2.6.3 Hàm mục tiêu 31 2.6.4 Các phép toán di truyền 32 2.6.5 Các tham số khác 40 CHƯƠNG 3: TẠO GIAO DIỆN TRONG GUI CỦA PHẦN MỀM MATLAB 41 3.1 Giới thiệu giao diện GUI 41 3.2 Thiết kế giao diện chương trình tìm thơng số điều khiển PID 43 3.2.1 Thiết kế giao diện nhận liệu hệ thống treo 1/2 xe ô tô 45 3.2.2 Thiết kế giao diện xuất liệu khảo sát hệ thống treo 1/2 xe ô tô 47 CHƯƠNG 4: CHẠY CHƯƠNG TRÌNH VÀ ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM 50 4.1 Tiêu chuẩn đánh giá hệ thống treo 50 4.2 Chạy chương trình kết 50 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 5.1 Kết luận 68 5.2 Hướng phát triển 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 71 PHỤC LỤC 97 IX