NGHIÊN cứu BIỆN PHÁP tối ưu HOÁ hệ THỐNG TREO XE BUS sử DỤNG ở THÀNH PHỐ hồ CHÍ MINH

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM M CăL C L IăCAMăĐOAN iii C MăT … iv TịMăT T v ABSTRACT vi M CăL C .vii DANHăM CăCỄCăKụăHI UăVÀăCH ăVI TăT T .xii DANHăM CăCỄCăHỊNH xiv DANHăM CăCỄCăB NG xvi Ch ngă1 1.1 T NGăQUAN Tổng quan chung v lĩnhăvực nghiên c u, k t qu nghiên c u ngoƠiăn căđưăcôngăb 1.1.1 Tổng quan chung v lĩnhăvực nghiên c u .1 1.1.2 Các k t qu nghiên c uătrongăvƠăngoƠiăn căđưăcôngăb .1 1.2 M căđíchăc aăđ tài 1.3 Nhi m v c aăđ tài gi i h năđ tài 1.4 Ph ngă2 Ch ngăphápănghiênăc u .4 CÁCăCH ăTIểUăĐÁNHăGIÁăDAOăĐ NGăVĨăC ăS ăLụă THUY TăĐI UăKHI NăPH NăH IăTR NGăTHÁIăT Iă UăLQR 2.1 Ch tiêuăđánhăgiáădaoăđ ng 2.1.1 Ch tiêu v gia t căvƠădaoăđ ng thẳngăđ ng 2.1.2 Tiêu chuẩn v rungăđ ng c a Vi t Nam 2.2 Cácămôăhìnhădaoăđ ng ô tô vii Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 2.2.1 Các khái ni măc ăb n 2.2.2 Các d ngădaoăđ ng c a ô tô 2.2.3 Mô hình 1/4 xe 2.2.3.1 Mô hình h th ng treo th đ ng .9 2.2.3.2 Mô hình h th ng treo bán tích cực .10 2.2.3.3 Mô hình h th ng treo tích cực 11 Lựa ch n h t aăđ 12 2.2.4 2.3 2.2.4.1 H t aăđ c đ nh 12 2.2.4.2 H t aăđ đ ng .12 Biên d ng mặtăđ ng 13 2.3.1 Biên d ng mặtăđ 2.3.2 Biên d ng hình sin liên t c .13 2.4 ng hình ch nh t 13 Tr ng thái h th ng, h ph ngătrìnhăbi n tr ng thái 15 2.4.1 Tr ng thái 15 2.4.2 Vector tr ng thái 15 2.5 Thành l păph ngătrìnhătr ng thái t ph 2.6 Đi u n hồi ti p tr ng thái 17 2.6.1 Tínhăđi u năđ 2.6.2 Ph 2.7 căvƠăquanăsátăđ ngătrìnhăviăphơn 15 c 18 ngăphápăđi u n LQR 19 Đi u n t iă uăh n tính v i ch tiêu chấtăl ng d ngătoƠnăph ng 21 2.8 Ch Các b ngă3 c gi iăbƠiătoánătoƠnăph ngătuy n tính 23 S ăD NGăĐI UăKHI NăLQRăĐ ăXỂYăD NGăH ăTH NGă TREOăT Iă UăTRểNăXE 25 viii Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 3.1 Môăhìnhă1/2ăxeătheoăph ngăd c 25 3.1.1 Các gi thuy t .26 3.1.2 Thi t l p h ph 3.1.3 Thành l păph ngătrìnhătr ng thái t ph 3.1.4 Thành l păph ngătrìnhăđầu 33 3.1.5 B u n LQR cho h th ng treo tích cực mô hình 1/2 xe 35 3.2 ngătrình .26 ngătrìnhăviăphơnătrên 30 3.1.5.1 M c tiêu thi t k 35 3.1.5.2 Thi t k b u n LQR 36 Môăhìnhăxeăđầyăđ ă(Full vehicle model -7 DOF) 39 3.2.1 Thi t l p h ph 3.2.2 Thành l păph ngătrìnhătr ng thái t ph 3.2.3 Thành l păph ngătrìnhăđầu 58 3.2.4 B u năLQRăchoămôăhìnhăxeăđầyăđ 61 Ch ngătrình .40 ngătrìnhăviăphơnătrên 49 3.2.4.1 M c tiêu thi t k 61 3.2.4.2 Thi t k b u n LQR 62 ngă4 MATLAB MỌăHỊNHăHịAăH ăTH NGăTREOăTRểNăPH NăM Mă 65 4.1 Gi iăthi u .65 4.2 Thôngăs ăxeăkh oăsát 65 4.2.1 Các thông s kỹ thu tăc ăb n 65 4.2.2 Các thông s daoăđ ng c a xe 68 4.3 Môăhìnhăhóaăh ăth ngătreo 70 4.3.1 Ph ngătrìnhătr ngăthái 70 4.3.2 Thi tăk ăb ăđi uăkhi năLQRătrênăMatlab 71 ix Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 4.3.3 4.4 Tínhătr ng s gia t c (R.M.S) .71 Mô t kh i SIMULINK cho mô hình 1/2 xe (4 DOF) 72 4.4.1 Biên d ng mặtăđ 4.4.2 H th ng treo th đ ng 72 4.4.3 H th ng treo tích cực 73 4.4.4 So sánh h th ng treo th đ ng h th ng treo tích cực 74 4.5 ng 72 K t qu mô ph ng mô hình 1/2 xe (4 DOF) 74 4.5.1 Các thông s đánhăgiáăh th ng mi n th i gian 74 4.5.3 Chuy năv ătr ngătơmăthơnăxe 75 4.5.4 Gócăl căd căthơnăxe .76 4.5.5 Giaăt cătr ngătơmăthơnăxe 77 4.5.6 Đ bi n d ngăNhípătr c 78 4.5.7 Đ bi n d ng L pătr c 78 4.5.8 Lựcăt 4.6 ngătácămôăhìnhă1/2ăxe .79 Mô t kh i SIMULINK choămôăhìnhăxeăđầyăđ ă(7ăDOF) 80 4.6.1 Biên d ng mặtăđ 4.6.2 H th ng treo th đ ng 80 4.6.3 H th ng treo tích cực 82 4.6.4 So sánh h th ng treo th đ ng h th ng treo tích cực 83 4.7 ng 80 K t qu mô ph ng môăhìnhăxeăđầyăđ ă(7ăDOF) 84 4.7.1 Biênăd ngămặtăđ ngăhìnhăsinăliênăt c 84 4.7.2 Chuy năv ăthẳngăđ ngăthơnăxe 84 4.7.3 Gócăl căd căthơnăxe .85 4.7.4 Gócăl căngangăthơnăxe 86 x Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 4.7.5 Giaăt căthẳngăđ ngăthơnăxe 86 4.7.7 Giaăt căgócăl căngangăthơnăxe .88 4.7.8 Đ bi n d ngăNhípătr c trái 88 4.7.9 Đ bi n d ng L pătr c trái 89 ngătácămôăhìnhăxeăđầyăđ 90 4.7.10 Lựcăt 4.7.11 B ng so sánh chấtăl ng h th ng treo tích cực th đ ng mô hình xeăđầyăđ 90 4.8 Tr ng h p nguy hi m daoăđ ng xe chuy năđ ngăđ i v i h th ng treo th đ ng .91 Ch ngă5 K TăLU NăVĨăKI NăNGH 96 5.1 K t lu n 96 5.2 Ki n ngh .96 TĨIăLI UăTHAMăKH O 97 PH L Cầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ.98 xi Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM DANHăM CăCÁCăKụăHI UăVĨăCH ăVI TăT T DOF : b c tự (Degree-Of-Freedom) R.M.S : giá tr trungăbìnhăbìnhăph LQR : u n nă tínhă toƠnă ph ngă(ăRootăMeanăSquareă) ngă (Lineară Quadratică Regulator) ms : kh iăl Ix : momen quán tính kh iă l ng phầnăđ c treo mô hình ½ xe [kg] ng c a phầnă đ c treo quanh tr c Ox [kgm2] Iy : momen quán tính kh iăl ng c a phầnăđ c treo quanh tr c Oy [kgm2] : góc xoay thân xe quanh tr c Oy [rad] (góc l c d c) : góc xoay thân xe quanh tr c Ox [rad] (góc l c ngang) zcg : t aăđ tr ng tâm phầnăđ cătreoătheoăph ngăz mô hình ½ xe [m] L f , Lr : t aăđ tr ng tâm phầnăđ zsf , zsr : t aăđ phầnăđ c treo mô hình ½ xe [m] cătreoătr c sauătheoăph ngăzătr c sau mô hình ½ xe [m] muf , mur : kh iăl ksf , ksr :ăăđ c ng b ph năđƠnăhồiătr csf , csr : h s gi m chấnătr zuf , zur : t aă đ phầnă khôngă đ ng phầnăkhôngăđ cătreoătr c sau [kg] c sau mô hình ½ xe [N/m] c sau mô hình ½ xe [Ns/m] că treoă theoă ph ngă ză tr c sau ng t i v trí ti p xúc v i l păxeătr c sau [m] ktf , ktr :ăăđ c ng c a l păxeătr wf , wr : t aăđ mặtăđ c sau [N/m] mô hình ½ xe [m] Ff , Fr : lựcă t ngă tácă cần thi t lên h th ngă treoă tr hình ½ xe [N] xii c sau mô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM m : kh iăl z : t aăđ tr ng tâm phầnăđ ng phầnăđ c treo mô hình xeăđầyăđ [kg] cătreoătheoăph ngăzămô hình xe đầyăđ [m] L1 , L2 : kho ng cách tr ng tâm phầnă đ că treoă đ n tâm cầuă tr c, sau mô hình xeăđầyăđ [m] zs1,zs2, zs3,zs4 : t aăđ phầnăđ cătreoătr căvƠăsauătheoăph ngăzămô hình xeăđầyăđ [m] ks1, ks2, ks3, ks4 :ă ă đ c ng b ph nă đƠnă hồiă tr c sau mô hình xeă đầy đ [N/m] c1 , c2 , c3 , c4 : h s gi m chấnătr zu1, zu2, zu3, zu4 : t aăđ phầnăkhôngăđ c sau mô hình xeăđầyăđ [Ns/m] cătreoătheoăph ngăzătr c sau mô hình xeăđầyăđ [m] kt1, kt2, kt3, kt4 :ăăđ c ng c a l păxeătr w1 , w2 , w1 , w2 , : t aăđ mặtăđ c sau mô hình xeăđầyăđ [N/m] ng t i v trí ti p xúc v i l păxeătr c sau mô hình xeăđầyăđ [m] F1, F2, F3, F4 : lựcă t ngă tácă cần thi t lên h th ngă treoă tr hình xeăđầyăđ [N] HTT : h th ng treo xiii c sau mô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM DANH M CăCÁCăHỊNHă HÌNH Hình 1.1: Ph TRANG ngăphápăti n hành nghiên c u Hình 2.1: Các phần t c ăb n c a h daoăđ ng Hình 2.2: Mô hình h th ng treo th đ ng mô hình m ch h 1/4 xe 10 Hình 2.3: Mô hình h th ng treo bán tích cực 1/4 xe 11 Hình 2.4: Mô hình h th ng treo tích cực mô hình m ch h 1/4 xe 12 Hình 2.5: Biên d ng mặtăđ ng hình ch nh t 13 Hình 2.6: Biên d ng mặtăđ ng hình sin liên t c .14 Hình 2.7: H th ngăđi u n hồi ti p tr ng thái 18 Hình 3.1: Môăhìnhă1/2ăxeătheoăph ngăd c .25 Hình 3.2: Mô hình mô t góc l c d c 1/2 xe 27 Hình 3.3: Mô hình phân tích lực 1/2 xe 28 Hình 3.4: Mô hình xeăđầyăđ ă(7ăDOF) .39 Hình 4.1: Hình xe Tracomeco Bus B40SL 65 Hình 4.2: Kh i SIMULINK biên d ng mặtăđ ng mô hình 1/2 xe 72 Hình 4.3: Kh i SIMULINK h th ng treo th đ ng mô hình 1/2 xe .72 Hình 4.4: Kh i SIMULINK h th ng treo tích cực mô hình 1/2 xe 73 Hình 4.5: Kh i SIMULINK so sánh h th ng treo th đ ng tích cực mô hình 1/2 xe .74 Hình 4.6:ăĐồ th biên d ng mặtăđ ng mô hình 1/2 xe 75 Hình 4.7: Đồ th chuy n v tr ng tâm xe mô hình 1/2 xe .76 Hình 4.8: Đồ th góc l c d c tr ng tâm xe mô hình 1/2 xe 76 Hình 4.9: Đồ th gia t c thân xe mô hình 1/2 xe 77 Hình 4.10: Đồ th bi n d ngăNhípătr c mô hình 1/2 xe 78 Hình 4.11: Đồ th bi n d ng L pătr c mô hình 1/2 xe 78 Hình 4.12: Đồ th lựcăt ngătácămô hình 1/2 xe 79 Hình 4.13: Kh i SIMULINK biên d ng mặtăđ xiv ng mô hình xe đầyăđ 80 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Hình 4.14: Kh i SIMULINK h th ng treo th đ ng mô hình xe đầyăđ .80 Hình 4.15: Kh i SIMULINK h th ng treo tích cực mô hình xe đầyăđ 82 Hình 4.16: Kh i SIMULINK so sánh HTT th đ ng tích cực môăhìnhăxeăđầyăđ 83 Hình 4.17: Đồ th biên d ng mặtăđ ng mô hình xe đầyăđ 84 Hình 4.18: Đồ th chuy n v thẳngăđ ng thân xe môăhìnhăxeăđầyăđ 84 Hình 4.19: Đồ th góc l c d c thân xe môăhìnhăxeăđầyăđ .85 Hình 4.20: Đồ th góc l c ngang thân xe môăhìnhăxeăđầyăđ 86 Hình 4.21: Đồ th gia t c thẳngăđ ng thân xe môăhìnhăxeăđầyăđ 86 Hình 4.22: Đồ th gia t c góc l c d c môăhìnhăxeăđầyăđ 87 Hình 4.23: Đồ th gia t c góc l c ngang thân xe môăhìnhăxeăđầyăđ .88 Hình 4.24: Đồ th bi n d ng Nhíp tr c trái môăhìnhăxeăđầyăđ .88 Hình 4.25: Đồ th bi n d ng L p môăhìnhăxeăđầyăđ .89 Hình 4.26: Đồ th lựcăt ngătácămôăhìnhăxeăđầyăđ 90 Hình 4.27: H daoăđ ng 1/8 xe 91 xv Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM DANHăM CăCÁCăB NG B NG TRANG B ng 2.1: B ngăđánhăgiáădựa vào giá tr gia t cătrungăbìnhăbìnhăph ngă(R.M.S) B ng 4.1: Các thông s kỹ thu t c a xe Tracomeco Bus B40SL 68 B ng 4.2: B ng thông s tínhătoánădaoăđ ng c a xe Tracomeco Bus B40SL 70 B ng 4.3: B ng so sánh chấtăl ng HHT tích cực HTT th đ ngămôăhìnhăxeăđầy đ 91 xvi Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM T=10; Anpha=0.127;%m^-1 %% Xac dinh cac thong so cua ma tran: A, B, E, C, D, F a_21= -(k_s1+k_s2+k_s3+k_s4)/m; a_22=-(c_s1+c_s2+c_s3+c_s4)/m ; a_23=-L_w*(k_s1+k_s2-k_s3-k_s4)/m ; a_24=-L_w*(c_s1+c_s2-c_s3-c_s4)/m ; a_25=(L_1*k_s1-L_2*k_s2+L_1*k_s3-L_2*k_s4)/m ; a_26=(L_1*c_s1-L_2*c_s2+L_1*c_s3-L_2*c_s4)/m ; a_27=k_s1/m ; a_28=c_s1/m ; a_29=k_s2/m ; a_210=c_s2/m ; a_211=k_s3/m ; a_212=c_s3/m ; a_213=k_s4/m ; a_214=c_s4/m ; a_41=-L_w*(k_s1+k_s2-k_s3-k_s4)/I_x ; a_42=-L_w*(c_s1+c_s2-c_s3-c_s4)/I_x ; a_43=-L_w^2*(k_s1+k_s2+k_s3+k_s4)/I_x ; a_44=-L_w^2*(c_s1+c_s2+c_s3+c_s4)/I_x ; a_45=L_w*(L_1*k_s1-L_2*k_s2-L_1*k_s3+L_2*k_s4)/I_x ; a_46=L_w*(L_1*c_s1-L_2*c_s2-L_1*c_s3+L_2*c_s4)/I_x ; a_47=L_w*k_s1/I_x ; a_48=L_w*c_s1/I_x ; a_49=L_w*k_s2/I_x ; a_410=L_w*c_s2/I_x ; a_411=-L_w*k_s3/I_x ; a_412=-L_w*c_s3/I_x ; a_413=-L_w*k_s4/I_x ; a_414=-L_w*c_s4/I_x ; a_61=(L_1*k_s1-L_2*k_s2+L_1*k_s3-L_2*k_s4)/I_y ; a_62=(L_1*c_s1-L_2*c_s2+L_1*c_s3-L_2*c_s4)/I_y ; a_63=L_w*(L_1*k_s1-L_2*k_s2-L_1*k_s3+L_2*k_s4)/I_y ; a_64=L_w*(L_1*c_s1-L_2*c_s2-L_1*c_s3+L_2*c_s4)/I_y ; 99 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM a_65=(L_1^2*k_s1+L_2^2*k_s2+L_1^2*k_s3+L_2^2*k_s4)/I_y ; a_66=(L_1^2*c_s1+L_2^2*c_s2+L_1^2*c_s3+L_2^2*c_s4)/I_y ; a_67=-L_1*k_s1/I_y ; a_68=-L_1*c_s1/I_y ; a_69=L_2*k_s2/I_y ; a_610=L_2*c_s2/I_y ; a_611=-L_1*k_s3/I_y ; a_612=-L_1*c_s3/I_y ; a_613=L_2*k_s4/I_y ; a_614=L_2*c_s4/I_y ; a_81=(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*k_s3+(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_s1 ; a_82=(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*c_s3+(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s1 ; a_83=-(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*k_s3*L_w+(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_s1*L_w ; a_84=-(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*c_s3*L_w+(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s1*L_w ; a_85=-(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*k_s3*L_1(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_s1*L_1 ; a_86=-(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*c_s3*L_1(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s1*L_1 ; a_87=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*(k_s1+k_t1) ; a_88=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s1; a_89=0 ; a_810=0 ; a_811=-(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*(k_s3+k_t3) ; a_812=-(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*c_s3; a_813=0 ; a_814=0 ; a_101=(1/m_urL_w^2/I_urx)*k_s4+(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_s2 ; a_102=(1/m_urL_w^2/I_urx)*c_s4+(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s2 ; 100 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM a_103=-(1/m_urL_w^2/I_urx)*k_s4*L_w+(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_s2*L_w ; a_104=-(1/m_urL_w^2/I_urx)*c_s4*L_w+(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s2*L_w ; a_105=(1/m_urL_w^2/I_urx)*k_s4*L_2+(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_s2*L_2 ; a_106=(1/m_urL_w^2/I_urx)*c_s4*L_2+(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s2*L_2 ; a_107= 0; a_108= 0; a_109=-(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*(k_s2+k_t2); a_1010=-(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s2; a_1011=0 ; a_1012=0 ; a_1013=-(1/m_ur-L_w^2/I_urx)*(k_s4+k_t4); a_1014=-(1/m_ur-L_w^2/I_urx)*c_s4; a_121=(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_s3+(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*k_s1 ; a_122=(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s3+(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*c_s1 ; a_123=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_s3*L_w+(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*k_s1*L_w ; a_124=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s3*L_w+(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*c_s1*L_w ; a_125=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_s3*L_1-(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*k_s1*L_1 ; a_126=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s3*L_1-(1/m_ufL_w^2/I_ufx)*c_s1*L_1 ; a_127= -(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*(k_s1+k_t1 ); a_128= -(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*c_s1; a_129=0 ; a_1210=0; a_1211=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*(k_s3+k_t3 ); a_1212=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*c_s3; a_1213=0 ; 101 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM a_1214=0 ; a_141=(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_s4+(1/m_urL_w^2/I_urx)*k_s2 ; a_142=(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s4+(1/m_urL_w^2/I_urx)*c_s2 ; a_143=-(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_s4*L_w+(1/m_urL_w^2/I_urx)*k_s2*L_w ; a_144=-(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s4*L_w+(1/m_urL_w^2/I_urx)*c_s2*L_w ; a_145=(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_s4*L_2+(1/m_urL_w^2/I_urx)*k_s2*L_2 ; a_146=(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s4*L_2+(1/m_urL_w^2/I_urx)*c_s2*L_2 ; a_147= 0; a_148= 0; a_149=-(1/m_ur-L_w^2/I_urx)*(k_s2+k_t2 ); a_1410=-(1/m_ur-L_w^2/I_urx)*c_s4; a_1411=0; a_1412=0; a_1413=-(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*(k_s4+k_t4 ); a_1414=-(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*c_s4; A_1=[0 0 0 0 0 0 0]; A_2=[a_21 a_22 a_23 a_24 a_25 a_26 a_27 a_28 a_29 a_210 a_211 a_212 a_213 a_214 ]; A_3=[0 0 0 0 0 0 0]; A_4=[a_41 a_42 a_43 a_44 a_45 a_46 a_47 a_48 a_49 a_410 a_411 a_412 a_413 a_414]; A_5=[0 0 0 0 0 0 0]; A_6=[a_61 a_62 a_63 a_64 a_65 a_66 a_67 a_68 a_69 a_610 a_611 a_612 a_613 a_614]; A_7=[0 0 0 0 0 0 0]; A_8=[a_81 a_82 a_83 a_84 a_85 a_86 a_87 a_88 a_89 a_810 a_811 a_812 a_813 a_814]; A_9=[0 0 0 0 0 0 0]; A_10=[a_101 a_102 a_103 a_104 a_105 a_106 a_107 a_108 a_109 a_1010 a_1011 a_1012 a_1013 a_1014]; A_11=[0 0 0 0 0 0 0]; 102 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM A_12=[a_121 a_128 a_129 A_13=[0 A_14=[a_141 a_148 a_149 a_122 a_123 a_124 a_125 a_126 a_127 a_1210 a_1211 a_1212 a_1213 a_1214]; 0 0 0 0 0 1]; a_142 a_143 a_144 a_145 a_146 a_147 a_1410 a_1411 a_1412 a_1413 a_1414]; A=[A_1 ; A_2; A_3; A_4; A_5; A_6; A_7; A_8; A_9 ; A_10; A_11; A_12; A_13; A_14]; %% Xac dinh cac thong so cua ma tran: B b_21=1/m ; b_22=1/m ; b_23=1/m ; b_24=1/m ; b_41= b_42= b_43= b_44= L_w/I_x; L_w/I_x ; -L_w/I_x; -L_w/I_x ; b_61=-L_1/I_y ; b_62= L_2/I_y; b_63=-L_1/I_y; b_64=L_2/I_y; b_81=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx); b_82=0 ; b_83=-1/m_uf+L_w^2/I_ufx; b_84=0 ; b_101=0; b_102= -(1/m_ur+L_w^2/I_urx); b_103=0 ; b_104=-1/m_ur+L_w^2/I_urx; b_121=-1/m_uf+L_w^2/I_ufx ; b_122=0; b_123=-(1/m_uf+L_w^2/I_ufx); b_124=0 ; b_141=0; 103 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM b_142= -1/m_ur+L_w^2/I_urx; b_143=0 ; b_144= -(1/m_ur+L_w^2/I_urx); B_1=[0 0 0]; B_2=[b_21 b_22 b_23 b_24]; B_3=[0 0 0]; B_4=[b_41 b_42 b_43 b_44]; B_5=[0 0 0]; B_6=[b_61 b_62 b_63 b_64]; B_7=[0 0 0]; B_8=[b_81 b_82 b_83 b_84]; B_9=[0 0 0]; B_10=[b_101 b_102 b_103 b_104]; B_11=[0 0 0]; B_12=[b_121 b_122 b_123 b_124]; B_13=[0 0 0]; B_14=[b_141 b_142 b_143 b_144]; B=[B_1 ;B_2 ;B_3 ; B_4 ;B_5 ;B_6 ;B_7 ;B_8 ;B_9 ;B_10 ; B_11; B_12; B_13; B_14]; %% Xac dinh cac thong so cua ma tran: E e_21=0; e_22=0; e_23=0; e_24=0; e_41=0; e_42=0; e_43=0; e_44=0; e_61= 0; e_62=0; e_63= 0; e_64=0; e_81=(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_t1 ; e_82=0 ; e_83=(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*k_t3 ; 104 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM e_84=0 ; e_101= 0; e_102=(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_t2 ; e_103=0 ; e_104=(1/m_ur-L_w^2/I_urx)*k_t4; e_121=(1/m_uf-L_w^2/I_ufx)*k_t1 ; e_122=0 ; e_123=(1/m_uf+L_w^2/I_ufx)*k_t3 ; e_124=0 ; e_141= 0; e_142=(1/m_ur-L_w^2/I_urx)*k_t2 ; e_143=0 ; e_144=(1/m_ur+L_w^2/I_urx)*k_t4 ; E_1=[0 0 0]; E_2=[e_21 e_22 e_23 e_24]; E_3=[0 0 0]; E_4=[e_41 e_42 e_43 e_44]; E_5=[0 0 0]; E_6=[e_61 e_62 e_63 e_64]; E_7=[0 0 0]; E_8=[e_81 e_82 e_83 e_84]; E_9=[0 0 0]; E_10=[e_101 e_102 e_103 e_104]; E_11=[0 0 0]; E_12=[e_121 e_122 e_123 e_124]; E_13=[0 0 0]; E_14=[e_141 e_142 e_143 e_144]; E=[E_1 ; E_2; E_3 ; E_4 ; E_5 ; E_6 ; E_7 ; E_8 ; E_9 ; E_10 ; E_11 ; E_12 ; E_13 ; E_14]; %% Xac dinh cac thong so cua ma tran: C C_1=A_2; C_2=A_4; C_3=A_6; C_4= [1 L_w -L_1 -1 0 0 0]; 105 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM C_5= [1 0]; C_6= [1 0]; C_7= [1 -1 0]; C_8= [0 0]; C_9= [0 0]; C_10=[0 0]; C_11=[0 0]; L_w L_2 0 -1 0 0 -L_w -L_1 0 0 -1 0 -L_w L_2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C=[C_1; C_2; C_3;C_4;C_5; C_6; C_7; C_8; C_9;C_10; C_11]; %% Xac dinh cac thong so cua ma tran: D D_1=B_2; D_2=B_4; D_3=B_6; D_4=[0 0 0]; D_5=[0 0 0]; D_6=[0 0 0]; D_7=[0 0 0]; D_8=[0 0 0]; D_9=[0 0 0]; D_10=[0 0 0]; D_11=[0 0 0]; D=[D_1; D_2 ; D_3; D_4 ;D_5 ; D_6 ; D_7 ; D_8 ; D_9 ; D_10 ; D_11 ]; G_1=[0 G_2=[0 G_3=[0 G_4=[0 G_5=[0 G_6=[0 G_7=[0 0 0 0 0 0 0 0 0]; 0]; 0]; 0]; 0]; 0]; 0]; 106 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM G_8=[-1 G_9=[0 -1 G_10=[0 G_11=[0 0 0]; 0]; -1 0]; -1]; G=[G_1; G_2 ; G_3; G_4 ;G_5 ; G_6 ; G_7 ; G_8 ; G_9 ; G_10 ; G_11 ]; %% Tuyen tinh hoa (LTI) he thong va kiem tra tinh dieu khien duoc, quan sat duoc cua he thong sys=ss(A,B,C,D); co=ctrb(sys); ob=obsv(sys); Controllability = rank(co); Observability = rank(ob); %% Xac dinh ma tran luong Q, R: x_q1=100000; x_q2=100000; x_q3=100000; x_q4=100000; x_q5=100000; x_q6=100000; x_q7=100000; x_q8=100000; x_q9=100000; x_q10=100000; x_q11=100000; Q=diag([x_q1 x_q2 x_q3 x_q4 x_q5 x_q6 x_q7 x_q9 x_q10 x_q11]); x_r1=1e-3; x_r2=1e-3; x_r3=1e-3; x_r4=1e-3; R=diag([x_r1 x_r2 x_r3 x_r4]); %% Tim ma tran phan hoi trang thai K [K,S,e]=lqry(sys,Q,R); 107 x_q8 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM %% Chay mo hinh %% Ve chuyen vi thang dung than xe sim('SUSPENSION'); figure(1) hold on plot(simouta_z.time,simouta_z.data(:,1),'b','lineWid th',2.5); plot(simoutp_z.time,simoutp_z.data(:,1),'r-','lineWidth',2.5); tp_z = simoutp_z.time; yp_z = simoutp_z.data; yp_z1=abs(simoutp_z.data); max_yp_z = max(yp_z1); max_indexp_z = find(yp_z1==max_yp_z); plot(tp_z(max_indexp_z),yp_z(max_indexp_z),'*','colo r','b') ta_z = simouta_z.time; ya_z = simouta_z.data; ya_z1=abs(simouta_z.data); max_ya_z = max(ya_z1); max_indexa_z = find(ya_z1==max_ya_z); plot(ta_z(max_indexa_z),ya_z(max_indexa_z),'*','colo r','r') grid on; title('Chuyen vi thang dung than xe','FontSize',18); xlabel('Thoi gian(sec)','FontSize',18); ylabel('Chuyen vi (m)','FontSize',18); legend(' HTT tich cuc ',' HTT thu dong'); hold off %% ve cac dinh HTT bi dong figure(2) j=1; maxdata_out(j)=0; t_data_out(j)=0; for i=2:length(simoutp_z.time)-1 if (simoutp_z.data(i)> simoutp_z.data(i-1))&& 108 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM (simoutp_z.data(i) > simoutp_z.data(i+1))&& (simoutp_z.data(i) > 0.0002) maxdata_out(j)=simoutp_z.data(i); t_data_out(j)=simoutp_z.time(i); j=j+1; end if j==1 t_data_out(j)=0; maxdata_out(j)=0; end end hold on plot(simoutp_z.time,simoutp_z.data,'r','lineWidth',2 ); for i=1:length(t_data_out) plot(t_data_out(i),maxdata_out(i),'*','color','m'); end grid on; title('Chuyen vi z phan duoc treo','FontSize',18); xlabel('Thoi gian(sec)','FontSize',18); ylabel('Chuyen vi (m)','FontSize',18); ', legend('z thu dong',['t= num2str(t_data_out) ],['max(z)=',num2str(maxdata_out)]) hold off %% ve cac dinh HTT tich cuc figure(3) l=1; maxdata_out_a(l)=0; t_data_out_a(l)=0; for i=2:length(simouta_z.time)-1 if (simouta_z.data(i))> simouta_z.data(i-1)&& (simouta_z.data(i)) > simouta_z.data(i+1)&& (simouta_z.data(i) > 0.0002) 109 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM maxdata_out_a(l)=simouta_z.data(i); t_data_out_a(l)=simouta_z.time(i); l=l+1; end if l==1 t_data_out_a(l)=0; maxdata_out_a(l)=0; end end hold on plot(simouta_z.time,simouta_z.data,'k','lineWidth',2 ); for i=1:length(t_data_out_a) plot(t_data_out_a(i),maxdata_out_a(i),'*','color','b '); end for i=1:length(t_data_out_a) for j=1:length(t_data_out_a) abc_a=[t_data_out_a; maxdata_out_a]; end end grid on; title('Chuyen vi z phan duoc treo','FontSize',18); xlabel('Thoi gian(sec)','FontSize',18); ylabel('Chuyen vi (m)','FontSize',18); ', legend('z tich cuc',['t= num2str(t_data_out_a) ],['max(z)=',num2str(maxdata_out_a)]) hold off %% Tan so HTT thu dong TS_p,% tinh thoi gian trung binh giua cac diem dinh va xuat ket qua t_trung_binh_p=0; for i=2:length(t_data_out) t_t=t_data_out(i)-t_data_out(i-1); t_trung_binh_p=t_trung_binh_p+t_t; end 110 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM if length(t_data_out)==1 ts_trung_binh_p=0; else t_trung_binh_p=t_trung_binh_p/(length(t_data_out)1); TS_p=1/t_trung_binh_p; end %% Tan so HTT tich cuc TS_a ,tinh thoi gian trung binh giua cac diem dinh va xuat ket qua t_trung_binh_a=0; for i=2:length(t_data_out_a) t_t_a=t_data_out_a(i)-t_data_out_a(i-1); t_trung_binh_a=t_trung_binh_a+t_t_a; end if length(t_data_out_a)==1 ts_trung_binh_a=0; else t_trung_binh_a=t_trung_binh_a/(length(t_data_out_a)1); TS_a=1/t_trung_binh_a; end %% Ve cac diem cuc dai figure(4) hold on plot(simouta_z.time,simouta_z.data(:,1),'b','lineWid th',2); plot(simoutp_z.time,simoutp_z.data(:,1),'r','lineWid th',2); tp_z = simoutp_z.time; yp_z = simoutp_z.data; yp_z1=abs(simoutp_z.data); max_yp_z = max(yp_z1); max_indexp_z = find(yp_z1==max_yp_z); plot(tp_z(max_indexp_z),yp_z(max_indexp_z),'*','colo r','b') ta_z = simouta_z.time; ya_z = simouta_z.data; 111 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM ya_z1=abs(simouta_z.data); max_ya_z = max(ya_z1); max_indexa_z = find(ya_z1==max_ya_z); plot(ta_z(max_indexa_z),ya_z(max_indexa_z),'*','colo r','r') grid on; title('Chuyen vi z phan duoc treo','FontSize',18); xlabel('Thoi gian(sec)','FontSize',18); ylabel('Chuyen vi (m)','FontSize',18); legend([ 'tich cuc', ' ,max(z_a)=' , num2str(max_ya_z),'(m)', ', tan so', 'TS_a=' , num2str(TS_a),'(Hz)'], [ 'thu dong' , ' ,max(z_p)=' , num2str(max_yp_z),'(m)', ', tan so', 'TS_p=' , num2str(TS_p),'(Hz)']); hold off 112 S K L 0 [...]... thân xe: Lựcăt ngătác: 3 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Nghiên c u này dùng mô hình 1/2 xe v i biên d ng mặtă đ chi u cao 5 cm Khi dùng lực tác d ngă 2000ă Nă đ tă đ gi m, chuy n v thân xe tr ng n a hình sin, c chuy n v thân xe sau cătĕngănhẹ nh ngăth i gian ổnăđ nhănhanhăh năđángăk so v i h th ng treo th đ ng 1.2 M căđíchăc aăđ tài Đ tài Nghiên c u bi n pháp t iă uă hoá h th ng treo xe Bus. .. tích c a các nghiên c u liên quan Ph ng pháp mô ph ng s So sánh k t qu  Ph ng pháp ti n hành 4 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Nghiên c uăh ă th ng treo Môăhìnhăhóaăh ă th ng treo th ăđ ng M àh nhàh a hệ thống t eoàt hà ự Môăph ngăbằngă Matlab-Simulink M àphỏngà ằngà Matlab-Simulink K tăqu Kếtà uả ìoàs nh hệ thống t eoàthụàđộngàv à t hà ự K tălu n Hình 1.1: Ph ng pháp ti n hành nghiên c u... cực 1/2 xe (4 DOF), xe đầyăđ (7 DOF) Thi t k b đi u khi n LQR cho h th ng treo tích cực  Gi i h năđ tài Đ tài v n d ng lý thuy tăđi u khi n tuy nătínhătoƠnăph ngăLQRăxơyădựng b đi u khi n cho h th ng treo tích cực c a mô hình xe đầyă đ và mô ph ng bằng phần m m Matlab-Simulink,ăcácăph ng pháp đi u khi n khác nằm ngoài ph m vi nghiên c u c aăđ tài này 1.4 Ph ng pháp nghiên c u  Ph ng pháp nghiên c... ngang c a xe 2.2.3 Mô hình 1/4 xe Dựa vào m căđ ch đ ng c a h th ng, có th phân chia h th ng treo thành 3 nhóm chính sau: 2.2.3.1 Mô hình h th ng treo th đ ng H th ng treo th đ ng bao gồm các phần t đƠnăhồi, gi m chấn, liên k t và dẫn h ng B ph nă đƠnă hồi làm gi m nhẹ t i tr ngă đ ng tác d ng t mặtă đ ph n gi m chấnăđ d p t tăcácădaoăđ ng phầnăđ ng B c treo c a ô tô Các thông s c a h th ng treo th đ... Bus s d ng Thành Ph H Chí Minh nhằmăgiúpăchoăng i thực hi n v n d ng lý thuy t dao đ ng ô tô, lý thuy tăđi u khi n tự đ ng đ t iă u hóa h th ng treo trên xe Bus theo h ng tính toán m t h th ng treo tích cực, m t h th ng treo cóăđi u khi n nhằm nâng cao tính êm d u,ăđ an toàn khi ô tô chuy năđ ng 1.3 Nhi m v c aăđ tài và gi i h năđ tài  Nhi m v c aăđ tài Xây dựng mô hình toán h c h th ng treo th đ... cho h th ng treo th đ ng mô hình 1/4 xe  Các k t qu nghiên c uăngoƠiăn c  Nghiên c u c a tác gi ABUă HELLă MEEă (Malaysia):ă ắă Modelling and controller design for an active car suspension system using half car model’’ămô 1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM ph ng h th ng treo tích cực 1/2 xe dùng LQRăđ tăđ Thông s xe kh o sát: Biên d ng mặtăđ ng: Chuy n v thơn xe tr c: Chuy n v thân xe sau: 2... H th ng treo ngăkhôngăđ mu c treo Bánh xe Mặtăđ kt ng Hình 2.3: Mô hình h th ng treo bán tích cực 1/4 xe 2.2.3.3 Mô hình h th ng treo tích c c H th ng treo tích cực bao gồm m t b chấp hành t o ra lựcăt song lò xo và gi m chấn B chấpăhƠnhăth ng là b chấp hành th y lực (xy lanh th y lực), hoặc là b chấp hành lực t (xy lanh lực t )ăđ căđi u khi n t oădaoăđ ng êm d u và ổnăđ nh chuy năđ ng c a xe zs Kh... tính kh iăl ng phầnăđ c treo [kg] ng c a phầnăđ c treo quanh tr c Oy [kgm2] : góc xoay thân xe quanh tr c Oy [rad] zcg : t aăđ tr ng tâm phầnăđ c treo theoăph ngăză[m] Lf , Lr : t aăđ tr ng tâm phầnăđ c treo [m] zsf , zsr : t aă đ phầnă đ că treo tr că vƠă sauă theoă ph ngăză tr c và sau [m] muf, mur: kh iăl ng phầnăkhôngăđ c treo tr c và sau [kg] ksf , ksr : đ c ng b ph năđƠnăhồiătr c và sau [N/m]... ng treo c a ô tô là cần thi t v i m c đíchăc i thi năđ êm d u chuy năđ ng, chấtăl ngăkéo,ăđ ổnăđ nh chuy năđ ng,ăđ b năvƠăđ tin c y c a ô tô H th ng treo đ c thi t k luônăh chuy năđ ng c a xe, vƠăđ lƠmăđ đangăđ ngăđ n sự th a mãn c đ êm d u và ổnăđ nh căđi u này h th ng treo đi u khi năđi n t đưăvƠă c nghiên c u phát tri n r ng rãi.ăNh ăv y, m t cách tổng quát h th ng treo bao gồm các lo i: h th ng treo. .. NGăĐI U KHI NăLQRăĐ XÂY D NG H TH NG TREO T Iă U TRÊN XE 3.1 Mô hình 1/2 xe theoăph ngăd c Môăhìnhăđ ng lực h cădaoăđ ng c aă1/2ă xe theoăph tự do (4 DOF- Degree Of Freedom), 3 v t th có kh iăl ngăd c bao gồm: 4 b c ng liên k t nhau bằng các b ph năđƠnăhồi, gi m chấn và bánh xe L zcg Lr zsr ms , Iy ksr zur wr csr Lf zsf θ CG ksf Fr mur csf ktf Hình 3.1: Môăhìnhă1/2 xe theoăph 25 ngăd c zu f muf ktr Ff