Lập mô hình và thí nghiệm động lực học xác định quỹ đạo chuyển động của ô tô

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ học vị - Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Tác giả Vũ Quang Hƣng ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Mục lục ii Danh mục chữ viết tắt, ký hiệu iv Danh mục hình vẽ vi CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan xác định quỹ đạo chuyển động ô tô .1 1.2 Tình hình nghiên cứu xác định quỹ đạo chuyển động ô tô 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới quỹ đạo chuyển động ô tô .3 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam quỹ đạo chuyển động ô tô 1.3 Các phƣơng pháp xác định quỹ đạo chuyển động ô tô .5 1.3.1 Phƣơng pháp xác định quỹ đạo mô hình toán học 1.3.2 Phƣơng pháp xác định quỹ đạo thực nghiệm 1.3.3 Dùng mô hình đồng dạng sa bàn .6 1.4 Mục tiêu phƣơng pháp nội dung nghiên cứu 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4.3 Nội dung nghiên cứu .6 CHƢƠNG LẬP MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG Ô TÔ .7 2.1 Lý thuyết xác định quỹ đạo chuyển động ô tô 2.1.1 Lý thuyết xác định quỹ đạo mô tả toán học .7 2.1 Phân tích cấu trúc ô tô định nghĩa hệ quy chiếu 18 2.2 Thiết lập mô hình toán học xác định quỹ đạo chuyển động ô tô 19 2.3 Xác định lực bánh xe mô hình lốp 23 2.4 Mô phần mềm Matlab Simulink 26 CHƢƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 32 3.1 Giới thiệu chung thiết bị đo xác định quỹ đạo chuyển động ô tô 32 3.1.1 Bộ cảm biến S350 32 3.1.2 Cảm biến vô lăng MSW 33 3.1.3 Bộ thu thập liệu DAS 34 3.2.Gá lắp kết nối thiết bị đo .35 iii 3.2.1 Gá lắp cảm biến S350 35 3.2.2 Gá lắp cảm biến vô lăng MSW 43 3.3 Kết nối cảm biến 44 3.3.1 Kết nối cảm biến S350 44 3.3.2 Kết nối cảm biến vô lăng MSW .45 3.3.3 Kết nối cảm biến tới thu thập liệu DAS 45 3.4 Định chuẩn cho cảm biến S350 .46 3.4.1 Định dạng cho cảm biến S350 46 3.4.2 Định dạng cho cổng kết nối cảm biến S350 .47 3.5 Định chuẩn cho cảm biến vô lăng MSW 50 3.5.1 Định dạng cho cảm biến vô lăng MSW 50 3.5.2 Định dạng cho kênh cảm biến vô lăng MSW 52 3.6 Thông số, địa bàn, phƣơng án thí nghiệm .54 3.6.1 Thông số xe thí nghiệm 54 3.6.2 Địa bàn thí nghiệm 55 3.6.3 Phƣơng án thí nghiệm thông số thí nghiệm 56 3.7 Xác định quỹ đạo chuyển động xe quay vòng với bán kính 15m 56 3.8 Xác định quỹ đạo chuyển động xe đánh lái sin 61 KẾT LUẬN .68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC I iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU A Diện tích, thiết diện  Mật độ không khí ,, ,, Góc lắc ngang, vận tốc góc lắc ngang, gia tốc góc lắc ngang thân xe Góc lắc dọc, vận tốc góc lắc dọc, gia tốc góc lắc dọc thân xe  , , Góc quay, vận tốc góc quay, gia tốc góc quay thân xe l1, l2 Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trƣớc sau b1, b2 ½ chiều rộng sở phía trƣớc sau M Khối lƣợng toàn xe m khối lƣợng đƣợc treo Fwx, Fwy Lực cản không khí Fx11 , Fx12 , Fx 21 , Fx 22 Lực dọc bánh xe Fy11 , Fy12 , Fy 21 , Fy 22 Lực ngang bánh xe Fz11 , Fz12 , Fz 21 , Fz 22 Tải trọng thẳng đứng bánh xe x Gia tốc thân xe phƣơng x hệ B(Cxyz) y Vận tốc thân xe phƣơng y hệ B(Cxyz)  Gia tốc góc lắc ngang z Gia tốc phƣơng thẳng đứng khối lƣợng đƣợc treo  Vận tốc góc quay thân xe FC11 , FC12 , FC 21 , FC 22 Lực đàn hồi hệ thống treo FK 11 , FK 12 , FK 21 , FK 22 Lực cản hệ thống treo bánh xe 1; 2; 3; h Khoảng cách từ mặt đƣờng đến trọng tâm ô tô r Bán kính tự lốp M 11 ; M 12 ; M 21 ; M 22 K11, K12 Mô men bánh xe Hệ số cản hệ thống treo trƣớc v K21, K22 Hệ số cản hệ thống treo sau r Bán kính tự lốp xe Jx Mô men quán tính trục x phần đƣợc treo Jy Mô men quán tính trục y phần đƣợc treo Jz Mô men quán tính trục z xe φ Hệ số bám đƣờng Chuyển vị, vận tốc, gia tốc theo phƣơng thẳng đứng z, z , z khối lƣợng đƣợc treo vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Trạng thái quay vòng trái ô tô mặt phẳng Hình 2.1 Quan hệ Ackerman xe hai cầu với cầu trƣớc dẫn hƣớng .8 Hình 2.2 Động học quay vòng xe cầu trƣớc dẫn hƣớng Hình 2.3 Hành lang quét xe hai cầu 10 Hình 2.4 Định nghĩa hệ tọa độ G(OXYZ), hệ cục xe B(Cxyz) 12 Hình 2.5 Định nghĩa hệ tọa độ G(OXYZ), hệ cục xe B(Cxyz) 18 Hình 2.6 Các lực mô men tác dụng lên ô tô mặt phẳng đƣờng 19 Hình 2.7 Các lực mô men tác dụng lên ô tô mặt phẳng dọc 21 Hình 2.8 Các lực mô men tác dụng lên phần đƣợc treo mặt phẳng ngang 22 Hình 2.9 Mô hình lốp .23 Hình 2.11 Góc quy bánh xe dẫn hƣớng 29 Hình 2.12 Gia tốc ngang 29 Hình 2.13 Góc xoay thân xe .29 Hình 2.14 Vận tốc dọc .29 Hình 2.15 Vận tốc ngang 30 Hình 2.16 Quỹ đạo chuyển động xe 30 Hình 2.15 Góc quay bánh xe dẫn hƣớng 30 Hình 2.16 Gia tốc ngang 30 Hình 2.17 Góc xoay thân xe .31 Hình 2.18 Góc xoay thân xe .31 Hình 2.19 Vận tốc ngang 31 Hình 2.20 Quỹ đạo chuyển động xe 31 Hình 3.1 Cảm biến S350 Aqua với đồ gá 32 Hình 3.2 Cảm biến vô lăng phụ kiện 33 Hình 3.3 Bộ thu thập liệu DAS 34 Hình 3.4 Vị trí lắp cảm biến 35 Hình 3.5 Kết cấu khung giá đỡ cảm biến .36 Hình 3.6 Tháo biển số lắp ốp thiết bị 36 vii Hình 3.7 Tháo nắp che bảo vệ cho hút 37 Hình 3.8 Đặt giá đỡ cảm biến lên nắp ca pô 37 Hình 3.9 Ấn piston bơm 37 Hình 3.10 Kiểm tra piston bơm 38 Hình 3.11 Khóa cần treo giá đỡ cảm biến 38 Hình 3.12 Lắp cần treo giá đỡ cảm biến 39 Hình 3.13 Lắp giá đỡ cảm biến 39 Hình 3.14 Lấy chuẩn cho giá đỡ cảm biến .39 Hình 3.15 Gá lắp cảm biến .40 Hình 3.16 Kết nối cáp tín hiệu 40 Hình 3.17 Lắp dây an toàn cho đồ gá 40 Hình 3.18 Kẹp chặt dây an toàn .41 Hình 3.19 Lắp giá đỡ cảm biến 41 Hình 3.20 Điều chỉnh giá đỡ cảm biến 42 Hình 3.21 Lắp cảm biến vào giá đỡ 42 Hình 3.22 Lắp dây an toàn cho cảm biến 42 Hình 3.23 Lắp đặt hoàn thiện cảm biến đế từ 43 Hình 3.24 Lắp đặt cảm biến đồ gá 43 Hình 3.25 Lắp cảm biến lên vô lăng 43 Hình 3.26 Định vị định tâm cảm biến 44 Hình 3.27 Giao diện định dạng cho cảm biến S350 .46 Hình 3.28 Giao diện định chuẩn cho cảm biến S350 .47 Hình 3.29 Giao diện định dạng cho kênh kỹ thuật số 48 Hình 3.30 Giao diện định dạng kênh Analog 49 Hình 3.31 Giao diện định dạng cho cảm biến vô lăng MSW 51 Hình 3.32 Giao diện định dạng kênh kỹ thuật sô 52 Hình 3.33 Định dạng cho kênh Analog .53 Hình 3.34 Loại xe thí nghiệm 54 Hình 3.35 Mặt thí nghiệm .55 viii Hình 3.36 Đồ thị góc quay bánh xe dẫn hƣớng thí nghiệm .56 Hình 3.37 Đồ thị gia tốc dọc thí nghiệm 57 Hình 3.38 Đồ thị vận tốc dọc thí nghiệm 57 Hình 3.39 Đồ thị vận tốc ngang thí nghiệm mô 58 Hình 3.40 Đồ thị vận tốc góc quay thân xe thí nghiệm mô .59 Hình 3.41 Đồ thị góc quay thân xe hệ quy chiếu cố định 59 Hình 3.42 Đồ thị vị trí trọng tâm xe 60 Hình 3.43 Đồ thị quỹ đạo chuyển động xe xác định theo thí nghiệm .60 Hinh 3.44 Đồ thị quỹ đạo chuyển động mô 61 Hình 3.45 Đồ thị góc quay bánh xe dẫn hƣớng thí nghiệm .61 Hình 3.46 Đồ thị gia tốc dọc thí nghiệm 62 Hình 3.47 Đồ thị vận tốc dọc thí nghiệm 63 Hình 3.48 Đồ thị vận tốc ngang .63 Hình 3.49 Đồ thị vận tốc góc quay thân xe 64 Hình 3.50 Đồ thị góc quay thân xe 65 Hình 3.51 Đồ thị tọa độ trọng tâm xe .65 Hình 3.52 Đồ thị hành lang quét xác định từ thí nghiệm 66 Hình 3.53 Đồ thị hành lang quét từ mô .66 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan xác định quỹ đạo chuyển động ô tô Trong năm gần đây, sách mở cửa Nhà nƣớc nhiều nƣớc giới có quan hệ hợp tác với nƣớc ta nhiều lĩnh vực, nhiều sở liên doanh đƣợc hình thành phát triển, sản phầm nƣớc ngày đa dạng, phong phú hình dáng mẫu mã, chất lƣợng sản phẩm ngày cao đáp ứng đƣợc yêu cầu ngƣời sử dụng Để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hành khách nhƣ hàng hóa ngày cao cao việc cần có sở hạ tầng công trình giao thông hoàn thiện đôi với phải có đội ngũ hùng hậu đa dạng loại phƣơng tiện vận chuyển với tốc độ lƣu thông ngày cao Nghành công nghiệp ô tô Việt Nam trình hình thành phát triển, năm vừa qua đạt đƣợc nhiều kết khả quan Bƣớc đầu đà hội nhập với khu vực giới Chủ trƣơng phủ đƣa tăng tỷ lệ nội địa hóa sản phẩm, dần tiến tới chế tạo sản phẩm mang thƣơng hiệu Việt Nam Để đạt đƣợc mục tiêu này, cần quan tâm nghiên cứu sâu cụm chi tiết, hệ thống nhƣ điều kiện làm việc ô tô để có biện pháp kỹ thuật để can thiệp sâu vào cụm hệ thống nhằm phát huy đƣợc đặc tính tối ƣu chúng Nghiên cứu động lực học chuyển động ô tô toán lý thuyết ô tô nhằm đánh giá nhƣ xác định chất lƣợng khai thác ô tô điều kiện khác Trong vấn đề đó, vấn đề xác định quỹ đạo chuyển động ô tô vấn đề thiếu đƣợc, năm gần chất lƣợng sở hạ tầng cho giao thông ngày đƣợc hoàn thiện chất lƣợng nâng cao đồng thời vận tốc trung bình ô tô đạt đƣợc cung đƣợc tăng cao gần 80km/h Đây tín hiệu đáng mừng cho nghành giao thông nhƣng đặt nhiều vấn đề thách thức cho nhà quản lý giao thông nhƣ nhà sản xuất để đảm bảo an toàn giao thông cho ngƣời tham gia giao thông Với tốc độ phát triển khoa học công nghệ nhƣ ngày nay, việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cụm tổng thành việc cải thiện tính điều khiển ô tô đƣợc nhà khoa học quan tâm Trong có việc xây dựng ngân hàng liệu ô tô số ngân hàng liệu quỹ đạo chuyển động ô tô Nếu nhƣ trƣớc xem xét quỹ đạo chuyển động ô tô mô hình lý thuyết với nhiều giả thiết để đơn giản cho phép tính nên kết thu đƣợc mang tính chất tham khảo Thì đây, phải tiến sâu bƣớc nữa, thông qua phép đo, thu thập đƣợc ngân hàng liệu làm sở để xác định quỹ đạo chuyển động ô tô từ đề xuất điều khiển để đảm bảo ổn định chuyển động xe Trong nghiên cứu lý thuyết động lực học chuyển động ô tô tách thành hƣớng là: chuyển động thẳng, chuyển động quay vòng tiện nghi êm dịu chuyển động Vấn đề an toàn giao thông đƣợc đề cập đầy đủ theo hƣớng đó, nhƣng liên quan chặt chẽ quỹ đạo chuyển động ô tô Vấn đề nghiên cứu quỹ đạo chuyển động ô tô cần thiết phải đặt hệ tọa độ không gian ba chiều, tức phải xem xét điều kiện không gian đầy đủ Đối với phƣơng tiện giao thông đƣờng xem xét quỹ đạo ô tô mặt phẳng đƣờng Nhƣng phải kể đến ảnh hƣởng kết cấu đặc trƣng không gian Hình 1.1 Trạng thái quay vòng trái ô tô mặt phẳng Trong trình xem xét quỹ đạo chuyển động, phải khảo sát mối quan hệ với góc điều khiển vành lái Nhƣ vấn đề đƣợc đặt dạng chuyển động tổng quát chuyển động thẳng chi trƣờng hợp đặc biệt 58 trạng thái xe quay vòng với góc lái lớn Đây phản ứng thƣờng thấy ngƣời lái xe quay vòng ngặt Khi trả lái vận tốc xe tăng dần lên Trạng thái ghi kết đƣợc kết thúc 5,91s ứng với vận tốc 18,5 km/h Sử dụng thông số góc quay bánh xe dẫn hƣớng bên trái hình 3.38 làm điều kiện đầu vào cho mô hình mô góc quay bánh xe dẫn hƣớng bên trái δ11 đƣợc xây dựng chƣơng Qua công thức hình thang lái Ackermann ta xác định đƣợc góc quay bánh xe dẫn hƣớng bên phải (δ12) Trạng thái chuyển động dọc xe đƣợc xác định từ điều kiện tổng lực cản xe đƣờng thông qua thành phần gia tốc thành phần cản khác Dƣới số kết so sánh gữa thí nghiệm mô Hình 3.39 Đồ thị vận tốc ngang thí nghiệm mô Vận tốc ngang thí nghiệm đƣợc xác định từ cảm biến S350 Còn vận tốc ngang mô đƣợc lấy từ mô hình mô động lực học ô tô (Đƣờng xanh ) Quy luật biến đổi vận tốc ngang gần giống với góc quay bánh xe dẫn Vận tốc đạt 2,1km/h sau giảm dần theo góc quay bánh xe dẫn hƣớng.Các kết đo vận tốc ngang vy cho thấy, vận tốc ngang bị dao động liên tục có lúc bị âm xe quay vòng dƣơng Điều vị trí gá đặt thiết bị đo S350, lệch trọng tâm xe, tính chất không đối xứng xe nhƣ lốp, treo, điều kiện đƣờng yếu tố dẫn đến dao động Riêng kết mô xu hƣớng với góc lái nhƣng dao động điều kiện mô đƣợc tuyệt đối hóa giả thiết loại bỏ yếu tố 59 Hình 3.40 Đồ thị vận tốc góc quay thân xe thí nghiệm mô Đối với vận tốc góc xoay thân xe với vận tốc dọc, vận tốc ngang thông số đƣợc dùng để xác định quỹ đạo chuyển động xe Kết đo thí nghiệm cho thấy xu hƣớng giống với xu hƣớng góc quay bánh xe dẫn hƣớng thí nghiệm Giá trị vận tốc góc quay lớn đạt 43 deg/s thời điểm 3,9s chậm chút so với thời điểm góc quay bánh xe dẫn hƣớng.Điều cho thấy vị trí đặt cảm biến xác định góc xoay gần xác với vị trí trọng tâm Với kết mô điều kiện quay vòng tƣơng đƣơng có xu hƣớng tƣơng tự với trạng thái thí nghiệm Điều cho thấy hai trạng thái mô thí nghiệm gần tƣơng đƣơng động học Hình 3.41 Đồ thị góc quay thân xe hệ quy chiếu cố định 60 Sử dụng phép tích phân vận tốc góc thí nghiệm ( TN ) ta đƣợc góc xoay thân xe hệ quy chiếu cố định với góc lấy tích phân ban đầu ψo=0 Còn thông số góc xoay mô đƣợc lấy trực tiếp từ mô hình động lực học Kết góc xoay cho thấy sai khác không nhiều mô thí nghiệm Giá trị góc quay đạt khoảng 100 deg so với ban đầu, tức xe hƣớng góc vuông.Sử dụng kết góc xoay, vận tốc dọc vận tốc ngang, ta xác định đƣợc chuyển động trọng tâm xe theo công thức 2.56 ta có vị trí trọng tâm xe hệ cố định nhƣ hình 3.42 Hình 3.42 Đồ thị vị trí trọng tâm xe Nhìn vào vị trí trọng tâm xe ta nhận thấy mô có giả thiết phù hợp nên quỹ đạo chuyển động trọng tâm xe sát với điều kiện mặt thực thí nghiệm Tuy nhiên trạng thái thí nghiệm thực tế có lệch trọng tâm so với mô Hình 3.43 Đồ thị quỹ đạo chuyển động xe xác định theo thí nghiệm 61 Hinh 3.44 Đồ thị quỹ đạo chuyển động mô Sử dụng công thức liên hệ hình học từ trọng tâm ô tô đến điểm góc trái, phải, trƣớc sau ta dựng đƣợc vết chuyển động xe theo điều kiện thí nghiệm mô theo công thức 2.77 ta đƣợc vết chuyển động xe nhƣ hình 3.43 (thí nghiệm) 3.44 (mô phỏng) Các kết hai đồ thị vết 11 (xanh rêu) 12 (đỏ) 21 (xanh lơ) 22 (hồng).So với địa bàn thí nghiệm vị trí I quỹ đạo chuyển động xe đƣợc xác định hai phƣơng pháp nằm hành lang di chuyển va chạm Điều phù hợp với trạng thái thí nghiệm chuyển động thực tế.Trong trạng thái đánh lái nhanh trả lái gấp hƣớng chuyển động bị lệch so với tâm đƣờng Khi ngƣời lái cần có trạng thái điều khiển vô lăng phù hợp với điều kiện đƣờng 3.8 Xác định quỹ đạo chuyển động xe đánh lái sin Hình 3.45 Đồ thị góc quay bánh xe dẫn hướng thí nghiệm 62 Trạng thái đánh lái Sin khó thực để đạt đƣợc góc lái dạng hình Sin ngƣời lái cần điều khiển vô lăng đảo chiều liên tục mềm tay Tuy nhiên thí nghiệm điều kiện thí nghiệm khả điều khiển nên quy luật đánh lái vô lăng không mềm nhƣ định nghĩa biên độ quay vô lăng không đƣợc đối xứng nhƣ yêu cầu Thời điểm bắt đầu đo ứng với trạng thái xe quay vòng phải đến 1,1s ứng với góc -22 deg trả lái để quay vòng trái đạt khoảng 20 deg 2,7s sau lại trả lái tiếp Những trạng thái đánh trả lái liên tục ảnh hƣởng đến thông số đo khác thí nghiệm Hình 3.46 Đồ thị gia tốc dọc thí nghiệm Đối với kết đo gia tốc dọc ta thấy, gia tốc dọc thay đổi liên tục từ 2m/s2 đến 1,8m/s2 Điều xe đảo chiều liên tục khó giữ đƣợc trạng thái chuyển động dọc xe số Việc đảo lái liên tục ảnh hƣởng đến phản ứng ngƣời lái Với bề rộng đƣờng nhỏ việc thí nghiệm đảm bảo kết phản ánh rõ nét khó Đặc biệt ngƣời lái khó điều khiển xe bám sát lề đƣờng sau quay 63 Hình 3.47 Đồ thị vận tốc dọc thí nghiệm Kết thí nghiệm vận tốc dọc cho thấy có thay đổi tƣơng ứng với gia tốc dọc xe Khi bắt đầu quay vòng ngƣời lái tăng tốc từ 12km/h lên đến 15km/h ứng với trạng thái quay vòng phải Sau trả lái ngƣời lái có xu hƣớng giảm tốc độ nên giá trị lại quay gần 12hkm/h 2,5s Việc điều khiển để xe giữ vận tốc không khả thi điều kiện thí nghiệm Trạng thái mô đƣợc xác định tƣơng tự nhƣ phần 3.7 Các kết so sánh tƣơng tự Hình 3.48 Đồ thị vận tốc ngang Về vận tốc ngang cho kết mô thí nghiệm có quy luật tƣơng tự nhƣ quy luật góc quay bánh xe dẫn hƣớng Đối với vận tốc ngang xe thí 64 nghiệm, dao động giá trị tăng góc lái tăng Ở điểm đảo chiều góc quay bánh xe đẫn hƣớng vận tốc ngang bị dao động nhiều Trạng thái cảm biến S350 không đƣợc đặt trọng tâm xe Việc tính quy đổi từ vị trí lắp đặt cảm biến đến trọng tâm xe ảnh hƣởng lớn đến độ ổn định thông số Đối với kết mô cho thấy ổn định giá trị gia tốc ngang mô giá trị đƣợc tính từ mô hình trọng tâm xe điều kiện mô lý tƣởng nhƣ mặt đƣờng độ lệch trọng tâm theo trục dọc xe Về vận tốc góc xoay thân xe cho thấy kết đo mô cho thấy biến đổi phù hợp với góc quay bánh xe dẫn hƣớng Hình 3.49 Đồ thị vận tốc góc quay thân xe Giá trị vận tốc góc xoay đạt -40 deg/s quay vòng âm khoảng 1,1s Về định lƣợng góc quay vô lăng nhiều vận tốc góc xoay nhiều Điều phản ánh điều kiện thí nghiệm Một vấn đề đặt mô mô hình động lực học điều kiện ban đầu mô phải đƣợc lấy với điều kiện đầu thí nghiệm Kết thí nghiệm dao động thiết bị đo Điều cho thấy cảm biến vận tốc góc xoay thân xe đặt gần sát với vị trí trọng tâm xe theo mô hình lý thuyết Tuy nhiên việc sử dụng cảm biến cần lƣu ý rằng, trạng thái tới hạn cần đặt cảm biến vị trí trọng tâm theo chiều cao đảm bảo kết đo xác 65 Hình 3.50 Đồ thị góc quay thân xe Từ kết vận tốc góc xoay thân xe kèm theo góc xoay ban đầu gần ứng với góc ψ0 Ta sử dụng phép tích phân để có đƣợc góc xoay thí nghiệm hệ quay chiếu cố định Để làm đƣợc điều thí nghiệm cần thiết lập việc khoảng thời gian lấy mẫu số toàn trình thí nghiệm Đấy vấn đề thƣờng gặp phải với thí nghiệm chƣa có quy hoạch đầy đủ Việc lấy tích phân toán học hoàn toàn có thẻ chấp nhận đƣợc xác định đƣợc điều kiện đầu vào đạt độ xác định Để xác định đƣợc góc xoay phép tích phân ta cần xác định góc xoay ban đầu xe bắt đầu đánh lái từ độ Với kết mô đƣợc lấy tƣơng ứng với điều kiện góc xoay ban đầu gán vớigóc ψ0 lấy tích phân kết thí nghiệm Hình 3.51 Đồ thị tọa độ trọng tâm xe 66 Với thông số vx, vy góc xoay thân xe ta xác định đƣợc quỹ đạo chuyển động trọng tâm xe theo công thức 1.56 nhƣ hình 3.51 Trong điều kiện thí nghiệm đƣờng hẹp (bề rộng đƣờng 4,5m) trạng thái thí nghiệm chƣa hoàn toàn xác từ bắt đầu đánh lái trọng tâm xe không thay đổi nhiều so với tâm đƣờng Các kết thí nghiệm (màu đỏ) bị lệch so với kết mô (xanh) đƣợc giải thích việc mô giả thiết nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến chuyển động thực xe Những yếu tố ảnh hƣởng nhiều trạng thái điều khiển thay đổi hƣớng liên tục xe nhƣ đánh lái Sin Hình 3.52 Đồ thị hành lang quét xác định từ thí nghiệm Hình 3.53 Đồ thị hành lang quét từ mô 67 Sử dụng công thức xác định vị trí điểm xe theo công thức 2.77 ta xác định đƣợc hành lang quét xe đánh lái Sin Các kết hai đồ thị vết 11 (xanh rêu) 12 (đỏ) 21 (xanh lơ) 22 (hồng).So với địa bàn thí nghiệm mô thí nghiệm chƣa vƣợt qua phạm vi đƣờng Điều phù hợp với trạng thái thí nghiệm chuyển động thực tế.Trong trạng thái đánh lái nhanh trả lái gấp nhiều lần ảnh hƣởng lớn đến hƣớng chuyển động xe Việc đánh giá tính ổn định chuyển động xe thí nghiệm chƣa đƣợc nghiên cứu luận văn 68 KẾT LUẬN Nghiên cứu xác định xác quỹ đạo chuyển động xe phức tạp đặc biệt điều kiện chuyển động tích hợp xe Trong thực tế xe di chuyển chịu nhiều tác động từ ngƣời lái ngoại cảnh Các tác động từ ngoại cảnh ngẫu nhiên xác định cách xác đƣợc Còn động ngƣời lái lại phụ thuộc vào mong muốn chuyển động điều kiện tác động trực tiếp Và việc xác định điều khiển không đơn giản Luận văn thực viện nghiên cứu sở nhằm xác định quỹ đạo chuyển động ô tô điều kiện nghiên cứu thực tế Việt Nam Nghiên cứu lý thuyết quay vòng với việc xác định tâm quay vòng bánh xe không trƣợt Còn nghiên cứu mô hình thu nhỏ lại không đảm bảo đƣợc tác động tích hợp Phƣơng pháp mô hình động lực học ô tô thực việc thiết lập hệ phƣơng trình vi phân xác định chuyển động ô tô thông qua tác động động lực học nhƣ lực tƣơng tác bánh xe Phƣơng pháp không xác định đƣợc quỹ đạo chuyển động ô tô mà đánh giá đƣợc tính chất ổn định chuyển động cảnh báo trạng thái nguy hiểm Tuy nhiên để làm đƣợc điều mô hình động lực học cần phải có độ xác phù hợp Phƣơng pháp xác định quỹ đạo chuyển động ô tô thực thực nghiệm đƣợc trình bày từ việc xác định thông số động học qua tính toán để đƣa vị trí xe Độ xác phƣơng pháp phụ thuộc vào độ xác thiết bị, điều kiện thí nghiệm trạng thái thí nghiệm Luận văn sử dụng hai phƣơng pháp để xác định quỹ đạo chuyển động trọng số trạng thái nhƣ quay vòng qua góc đƣờng đánh lái đảo chiều liên tục Các kết luận văn đƣa phù hợp với điều kiện thí nghiệm kết thí nghiệm mô gần với điều kiện chuyển động thực tế Điều cho thấy việc xác định quỹ đạo chuyển động hai phƣơng pháp áp dụng cho điều kiện chuyển động phức tạp 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ammonn (1997), D: Modellbildung und Systementwicklung in der Fahrzeugtechink, BG Teubner [2] Danwei Wang Feng Qi (2001), Trajectory Planning for a Four-Wheel-Steering Vehicle, Nanyang University, Singapore [3] Dynamic Trajectory Planning with Dynamic Constraints:a (1993), State-Time Space Approach, Yokohama University, Nhật Bản [4] Kistle (2014), CD “User Guide for S350, MSW, Pedal Force and Data Acquition equipment” [5] Lê Đức Hiếu (2007), Nghiên cứu đặc tính quay vòng xe du lịch, Đại học Bách khoa Hà Nội [6] Reza N Jazar (2008), Vehicle Dynamic Theory and Application, Springer [7] Võ Văn Hƣờng (2014), Động lực học ô tô, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội Việt Nam [8] Z Shiller W Serate (1995), Trajectory planning of tracked vehicles, California University, USA I PHỤ LỤC Một số kết thực nghiệm đo thông số xác định quỹ đạo chuyển động xe Date: 29.02.2016 Time: 15:40:04 Start Trigger: ( t > ) Stop Trigger: ( v