Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động cơ đốt trong xe du lịch (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐINH CÔNG HÀO NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE DU LỊCH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Thái Nguyên - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐINH CÔNG HÀO NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE DU LỊCH Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 8520116 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KHOA CHUYÊN MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TRƯỞNG KHOA PGS.TS Lê Văn Quỳnh PHỊNG ĐÀO TẠO Thái Ngun - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Đinh Công Hào Học viên: Lớp cao học K20- Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp-Đại học Thái Nguyên Nơi công tác: Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Phú Thọ Tên đề tài luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động đốt xe du lịch Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 8520116 Sau gần hai năm học tập, rèn luyện nghiên cứu trường, em lựa chọn thực đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động đốt xe du lịch Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh nổ lực thân, đề tài hoàn thành đáp nội dung đề tài thạc sĩ kỹ thuật khí động lực Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân em Các số liệu, kết có luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác trừ cơng bố tác giả Thái Ngun, ngày… tháng… năm 2019 HỌC VIÊN Đinh Cơng Hào Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu làm đề tài luận văn thạc sĩ, em tiếp nhận truyền đạt trao đổi phương pháp tư duy, lý luận quý thầy cô Nhà trường, quan tâm giúp đỡ tận tình tập thể giảng viên Nhà trường, khoa Kỹ thuật Ô tô & MĐL, quý thầy cô giáo trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp –Đại học Thái Nguyên, gia đình đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu Nhà trường, Tổ đào tạo Sau đại học -Phòng đào tạo, q thầy giáo tham gia giảng dạy tận tình hướng dẫn tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh tập thể cán giáo viên khoa Kỹ thuật Ơ tơ & MĐL, hội đồng bảo vệ đề cương hướng dẫn cho em hoàn thành luận văn theo kế hoạch nội dung đề Trong trình, thời gian thực có nhiều cố gắng song kiến thức kinh nghiệm chun mơn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót, mong đóng góp q báu q thầy bạn đồng nghiệp tiếp tục trao đổi đóng góp giúp em để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn ! HỌC VIÊN Đinh Công Hào Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH VẼ ix DANH MỤC BẢNG xi LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Công dụng, phân loại yêu cầu hệ đệm cách dao động động đốt 1.2 Bố trí chung đếm cách dao động ô tô 1.3 Tình hình nghiên cứu nước quốc tế 10 1.4 Các tiêu, phương pháp đánh giá độ êm dịu chuyển động 13 1.4.1 Chỉ tiêu cường độ dao động[10,11] 13 1.4.2 Chỉ tiêu khơng gian bố trí treo[10,11] 15 1.5 Mục tiêu, phạm vi, phương pháp nội dung nghiên cứu 16 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 16 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 16 1.5.3 Phương pháp nghiên cứu 17 1.5.4 Nội dung nghiên cứu 17 1.6 Kết luận chương 17 CHƯƠNG 18 XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN BÁN CHỦ ĐỘNG CHO XE Ô TÔ DU LỊCH 18 2.1 Các khái niệm tương đương 18 2.2 Mơ hình dao động xe du lịch 19 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iv 2.3 Thiết lập phương trình vi phân miêu tả dao động ô tô du lịch 21 2.4 Phân tích lựa chọn kích thích dao động 36 2.5 Cơ sở lý thuyết điều khiển hệ mờ(Fuzzy Logic Control-FLC) 37 2.5.1 Tập mờ logic mờ 38 2.5.2 Định nghĩa tập mờ 38 2.5.3 Các dạng hàm liên thuộc tập mờ 39 2.5.4 Các phép toán tập mờ 40 2.5.5 Biến ngơn ngữ giá trị nó: 42 2.5.6 Luật hợp thành mờ: 43 2.5.7.Giải mờ 44 2.5.8 Nguyên tắc tổng hợp điều khiển mờ 45 2.6 Xây dựng điều khiển mờ hệ thống đệm cách động 46 2.6.1 Biến vào bao gồm: 46 2.6.2 Xác định tập mờ 46 2.6.3.Tập luật điều khiển: 48 2.7 Kết luận chương 49 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN BÁN CHỦ ĐỘNG 50 3.1 Mô 50 3.1.1 Số liệu mô 50 3.1.2 Khối mô tổng thể 53 3.2 Mô chế độ theo tốc độ động 55 3.3 Phân tích đánh giá hiệu đệm cách dao động bán chủ động 62 3.4 Kết luận 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Giải thích M Khối lượng treo m1l Khối lượng không treo trước trái m1r Khối lượng không treo trước phải m2l Khối lượng không treo sau trái m2r Khối lượng không treo sau phải a Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước b Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau Bt Vết bánh xe cầu trước Bs Vết bánh xe cầu sau 10 K1l Độ cứng HTT trước trái 11 K1r Độ cứng HTT trước phải 12 K2l Độ cứng HTT sau trái 13 K2r Độ cứng HTT sau phải 14 KT1l Độ cứng lốp xe trước trái 15 KT1r Độ cứng lốp xe trước phải 16 KT2l Độ cứng lốp xe sau trái 17 KT2r Độ cứng lốp xe sau phải 18 C1l Hệ số cản giảm chấn trước trái Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vi TT Ký hiệu Giải thích 19 C1r Hệ số cản giảm chấn trước phải 20 C2l Hệ số cản giảm chấn sau trái 21 C2r Hệ số cản giảm chấn sau phải 22 CL1l Hệ số cản lốp xe trước trái 23 CL1r Hệ số cản lốp xe trước phải 24 CL2l Hệ số cản lốp xe sau trái 25 CT2r Hệ số cản lốp xe sau phải 26 Jx Mô men qn tính với trục X 27 Jy Mơ men qn tính với trục Y 28 Jxe Mơ men qn tính động với trục Xđc 29 Jye Mơ men quán tính động với trục Yđc 30 V Vận tốc khảo sát 31 x1 Tọa độ lực F1 theo phương X 32 y1 Tọa độ lực F1 theo phương Y 33 x2 Tọa độ lực F2 theo phương X 34 y2 Tọa độ lực F2 theo phương Y 35 x3 Tọa độ lực F3 theo phương X 36 y3 Tọa độ lực F3 theo phương Y 37 x4 Tọa độ lực F4 theo phương X Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vii TT Ký hiệu Giải thích 38 Y4 Tọa độ lực F4 theo phương Y 39 me Khối lượng động 40 C1 Độ cứng phần tử treo động 41 C2 Độ cứng phần tử treo động 42 C3 Độ cứng phần tử treo động 43 K1 Hệ số cản phần tử treo động 44 K2 Hệ số cản phần tử treo động 45 K3 Hệ số cản phần tử treo động 46 x1e Tọa độ theo phương Xđc lực F1 47 y1e Tọa độ theo phương Ye lực F1 48 x2e Tọa độ theo phương Xe lực F2 49 y2e Tọa độ theo phương Ye lực F2 50 x3e Tọa độ theo phương Xe lực F3 51 y3e Tọa độ theo phương Ye lực F3 52 x4e Tọa độ theo phương Xe lực F4 53 y4e Tọa độ theo phương Ye lực F4 54 Ne Công suất động 55 ne Số vòng quay lớn 56 i Số xi lanh Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn viii TT Ký hiệu Giải thích 57  Số kỳ 58 S Hành trình piston 59 D Đường kính xi lanh 60  Tỷ số nén 61 ltt Chiều dài truyền 62 mc Khối lượng piston truyền 63 r 64 65 Bán kính quay trục khuỷu Memax/nemax Mơ men cực đại số vòng quay  Thơng số kết cấu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ix DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống đệm cách dao động xe ô tô Hình 1.2 Hệ thống đệm cách dao động động đốt Hình 1.3 Lịch sử phát triển hệ thống đệm cách dao động động đốt Hình 1.4 Hệ thống đệm cách dao động cao su động đốt Hình 1.5 Hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực động đốt trong[22] Hình 1.6 Mơ hình dao động hệ thống đệm cách dao động cao su kết hợp thủy lực Hình 1.7 Hệ thống đệm động cao su thủy lực bán chủ động[21] Hình 1.9 Hệ thống đệm cách dao động điện từ chủ động[23] Hình 1.10 Mơ hình hóa hệ thống đệm cách dao đông cao điện từ chủ động [23] Hình 2.1 Mơ hình dao động xe du lịch với 10 bậc tự 21 Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên khối lượng khơng treo trước trái 23 Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên khối lượng treo(thân xe) 27 Hình 2.4 Sơ đồ lực tác dụng lên khối lượng treo động 30 Hình 2.5 Chiều cao mấp mơ mặt đường theo tiêu chuẩn ISO B (mặt đường có chất lượng trung bình) 37 Hình 2.6 Phép xâu chuỗi mờ dùng để rút định tính - 38 Hình 2.7 Mơ tả hàm phụ thuộc µA(x) tập số thực từ-5 đến 38 Hình 2.8 Các dạng hàm liên thuộc tập mờ (a) Dạng hình thang, (b) Dạng hình chữ “S”; (c) Dạng hình chữ “Z” 39 Hình 2.9 Hợp hai tập mờ có sở (a) Theo quy tắc Max, (b) theo quy tắc Lukasiewwiez 40 Hình 2.10 Giao hai tập mờ có sở 41 Hình 2.11 Phép bù tập mờ 42 Hình 2.12 Minh họa quy tắc hợp thành mờ 44 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn x Hình 2.13 Giải mờ phương pháp cực đại 45 Hình 2.14 Hàm thuộc Matlab 47 Hình 3.1 Sơ đồ mô tổng thể Matlab/simulink 55 Hình 3.2 Các gia tốc theo miền thời gian (V=0 km/h ne=760 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động 56 Hình 3.3 Các gia tốc theo miền thời gian(V=0 km/h ne=1800 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động 58 Hình 3.4 Các gia tốc theo miền thời gian(V=0 km/h ne=3600 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động 59 Hình 3.5 Các gia tốc theo miền thời gian(V=0 km/h ne=5400 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động 61 Hình 3.6 Các gia tốc theo miền thời gian(V=72 km/h ne=5400 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động 62 Hình 3.6 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp 64 Hình 3.7 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp 66 Hình 3.8 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp 68 Hình 3.9 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp 70 Hình 3.10 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp 72 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn xi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1 16 Bảng 2.1 Các lớp mấp mô mặt đường phân loại theo tiêu chuẩn ISO 8068[13] 37 Bảng 2.3 Bảng luật điều khiển Fuzzy 48 Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật xe [24, 25] 50 Bảng 3.2 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp 63 Bảng 3.3 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp 65 Bảng 3.4 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp 67 Bảng 3.5 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp 69 Bảng 3.6 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp 71 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Với xu hướng phát triển tơ đại việc nghiên cứu nguồn động lực nâng cao hiệu làm việc tơ nâng cao cơng suất có ích, giảm ô nhiễm môi trường, nâng cao tính tiên nghi trở nên quan trọng tiêu chí đánh gia lực cạnh tranh hãng ô tô Nâng cao độ êm dịu chuyển động cho ô tô đặc biệt ô tô du lịch tiêu chí cho nhà sản xuất, nhà thiết kế nhà khoa học khắp giới tập trung nghiên cứu để tăng tính cạnh tranh sản phẩm tơ Phân tích nguồn tài liệu cơng bố lĩnh vực phân tích dao động động đốt nói riêng dao động ô tô ô tô nói chung cho thấy nghiên cứu đa số tập trung vào việc nghiên cứu điều khiển bán tích cựu chủ động cho hệ thống đệm cách dao động Tuy nhiên, nghiên cứu chủ yếu xem xét mô hình đơn lẻ nguồn kích thích dao động xem xét ảnh hưởng nguồn kích, có số cơng bố kết hợp hai nguồn kích thích dao động Chính tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động đốt xe du lịch”, làm luận văn thạc sỹ hướng dẫn trực tiếp thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh Nội dung luận văn: - Tổng quan đề tài nghiên cứu; - Xây dựng mơ hình dao động tồn xe điều khiển; - Mơ phân tích hiệu điều khiển bán chủ động Đây lĩnh vực khoa học rộng khuôn khổ luận văn cao học, đề tài tập trung vào xây dựng mơ hình dao động khơng gian xe du lịch với hai ngn kích thích từ mấp mơ mặt đường lực mơ men kích thích từ động đốt trong, dựa vào mơ hình dao động tiêu đánh giá ảnh hưởng dao động đến độ êm dịu, luận văn tiến hành mô phân tích hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán động so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động điều kiện hoạt động Qua cho phép tơi bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh người hướng dẫn khoa học trực tiếp suốt thời gian làm luận Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy Bộ mơn Kỹ thuật Ơ tơ, Khoa Kỹ thuật Ơ tô Máy động lực, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên bạn bè, đồng nghiệp, đặc biệt Nhóm nghiên cứu “Điều khiển động lực học, rung ồn phương tiện giao thông máy” Nhà trường giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Do trình độ thân thời gian có hạn nên đề tài chắn có sai sót mong đóng góp thầy, độc giả quan tâm để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 HỌC VIÊN Đinh Công Hào Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Mục đích chương kết cấu loại đệm cách dao động động đốt trong, phân tích tổng quan nghiên cứu dao động động tơ ngồi nước cuối phân tích tiêu đánh giá độ êm dịu Từ đưa mục đích, phương pháp nội dung nghiên cứu luận văn 1.1 Công dụng, phân loại yêu cầu hệ đệm cách dao động động đốt a) Công dụng: Ngăn cách giảm dao động truyền từ động xuống thân xe ngược lại truyền từ thân xe lên thân động Ngồi chức điều khiển cân động động b) Phân loại hệ thống đệm cách dao động: - Phân loại theo phận đàn hồi giảm chấn: + Hệ thống đêm cách dao động cao su; + Hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực; + Hệ thống đệm cách dao động cao su điện tử - Phân loại theo điều khiển tích cực + Hệ thống đệm cách dao động bị động; + Hệ thống đệm cách dao động bán chủ động; + Hệ thống đệm cách dao động chủ động c) Yêu cầu - Tính đàn hồi cao: đảm bảo giảm dao động tần số kích thích thấp cao; - Dập tắt tốt: đảm bảo dập tắt dao động số kích thích thấp cao; - Làm việc môi trường khắc nhiệt; - Có độ bền cao Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.2 Bố trí chung đếm cách dao động tơ Các đệm cách có chức phần trên, bố trí chung loại đệm cách dao động ô tô thể hình 1.1 hệ thống đệm cách dao động động đốt thể hình 1.2 Các đệm cách dao động động tiếp nhận lực kích thích tần số thấp cao mấp mơ mặt đường động truyền tới Hình 1.1 Hệ thống đệm cách dao động xe ô tô Hình 1.2 Hệ thống đệm cách dao động động đốt Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Lịch sử phát triển đệm cách dao động động đốt thể hình 1.3 Hình 1.3 Lịch sử phát triển hệ thống đệm cách dao động động đốt 1.3 Phân tích kết cấu đệm cách dao động động Đặc điểm kết cấu ưu nhược điểm hệ thống đệm cách dao động động đốt phân tích đây: a) Hệ thống đệm cách dao động cao su Hình 1.4 Hệ thống đệm cách dao động cao su động đốt * Ưu điểm: + Kết cấu đơn giản dễ chế tạo; + Giảm hiệu tiếng ồn dao động tần số kích thích cao; Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn * Nhược điểm: hệ số cản hệ thống nhỏ khó giảm dao động tác động tần số kích thích thấp Chính nhược điểm nhà nghiên cứu đề xuất hệ thống đệm cách dao động động đốt kết hợp cao su thủy lực tiếp tục trình bày b) Hệ thống treo (đệm cách dao động) kết hợp thủy lực cao su Để tăng hiệu hệ thống cách dao động động tần số kích thích tần số thấp nhà nghiên cứu thiết kế sử dụng dầu thủy lực, kết cấu hệ thống đệm cách dao động cao su kết hợp thủy lực Kết cấu đệm cách dao động cao su kết hợp thủy lực thể hình 1.5 mơ hình dao động hệ thống đệm cách dao động cao su kết hợp thủy lực hình 1.6 Hình 1.5 Hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực động đốt trong[22] Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 1.6 Mơ hình dao động hệ thống đệm cách dao động cao su kết hợp thủy lực * Ưu điểm: Giảm hiệu tiếng ồn dao động tần số kích thích thấp nâng cao giá trị hệ số cản hệ thống treo * Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp; + Mặc dù cải thiện đáng kế đặc tính cản hệ thống so với hệ thông cao su túy sử dụng ma sát sinh hệ số cản, nhiên hệ thống bị động Chính nhược điểm nhà nghiên cứu đề xuất hệ thống điệm cách hệ thống treo (hệ thống cách dao động) động đốt kết hợp cao su thủy lực có điều khiển hệ số cản tiếp tục trình bày c Hệ thồng đệm cánh dao động bán chủ động Xu hướng phát triển hệ thống đệm cách dao động dao động cao thủy lực bán chủ động đốt thể hình 1.7 Để điều khiển thông minh hệ số cản hệ thống đệm cách dao động động cơ, nhà nghiên cứu nhà thiết kế đưa nhiều lý thuyết điều khiển khác nhằm điều khiển hệ số cản phù hợp với điều kiện làm việc động Mơ hình hóa hệ thống đệm cách dao đông cao su thủy lực bán tự động thể hình 1.8 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 1.7 Hệ thống đệm động cao su thủy lực bán chủ động[21] Hình 1.8 Mơ hình hóa hệ thống đệm cách dao đơng cao su thủy lực bán tự động[21] * Ưu điểm: Giảm dao động với điều kiện làm việc khác điều khiển giá trị hệ số cản hệ thống treo (đệm cách dao động) cách tiện nghi * Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp giá thành đắt; Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn + Mặc dù giảm đáng kể dao động tiếng ồn động đốt gây ra, nhiên chưa điều khiển độ cứng hệ thống Chính hệ thống đệm cách dao động điện từ đời tiếp tiếp tục trình bày c Hệ thồng đệm cánh dao động chủ động Xu hướng phát triển hoàn thiện hệ thống đệm cách dao động dao động chủ động động đốt thể hình 1.9 Để điều khiển thơng minh hai thông số độ cứng hệ số cản hệ thống đệm cách dao động động với điều kiện làm việc động Kết cấu hệ thống đệm cách dao động điện từ đời, mơ hình hóa hệ thống đệm cách dao đông cao điện từ chủ động thể hình 1.10 Hình 1.9 Hệ thống đệm cách dao động điện từ chủ động[23] Hình 1.10 Mơ hình hóa hệ thống đệm cách dao đông cao điện từ chủ động [23] Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 10 * Ưu điểm: Giảm dao động với điều kiện làm việc khác điều khiển giá trị giá trị độ cứng hệ số cản hệ thống cách tiện nghi Do có ưu điểm hệ thống đệm cách dao động cao thủy lực bán chủ động * Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp giá thành đắt; + Mặc dù giảm dao động tiếng ồn động đốt gây tốt hệ thống đệm cách dao động bán chủ động, nhiên luận văn tác giả xem xét hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động 1.3 Tình hình nghiên cứu nước quốc tế a Nghiên cứu nước Trong xu hội nhập ngành công nghiệp ô tơ Việt Nam có bước tiến đáng kể nhiều lĩnh vực nghiên cứu dây chuyền lắp ráp, công nghệ sản xuất thân vỏ…Năm 2018 đánh dấu thương hiệu ô tô mang thương hiệu Vinfast tháng năm 2019 nhà máy sản xuất ô tô Vinfast bắt đầu vào hoạt động Thông qua thống kê báo, đề tài, luận văn công bố, lĩnh vực dao động ô tô nhà khoa học Việt Nam quan tâm nghiên cứu từ sớm mơ hình dao động thường xem nhẹ đến ảnh hưởng dao động động Năm 2003, nghiên cứu ảnh hưởng mô men xoắn động đến hệ thống truyền lực thủy tác giả Nguyễn Khắc Tuân[7] đề cập luận văn Cao học mình, kết đánh giá ảnh hưởng chế tải khác ảnh hưởng đến dao động hệ thống truyền lực Năm 2006, khảo sát dao động xoắn trục khuỷu động ảnh hưởng đến hệ thống truyền lực ô tô tác giả Khiếu Hữu Hùng[8] trình bày luận văn Cao học mình, kết nghiên cứu tần số cơng hưởng hệ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 11 Năm 2009, mô dao động động đốt xem xé ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động ô tô du lịch tác giả Nguyễn Tân Chính[9] trình bày luận văn Cao học mình, kết nghiên cứu phân tích thơng số hệ thống treo động độ cứng hệ số cản động ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động ô tô du lịch Tuy nhiên tác giả chưa đánh giả ảnh hưởng lực kích thích động đến độ êm dịu chuyển động ô tơ Năm 2010, nghiên cứu mơ hình mô dao động theo phương đứng từ kết hợp hai kích thích từ mơ men xoắn động kích thích từ mặt đường Nguyễn Khắc Tuân Lê Văn Quỳnh[12] công bố kỷ yếu hội nghị Quốc tế, kết nghiên cứu đánh ảnh hưởng có khơng có kích thích mơ men xoắn từ động đốt đến độ êm dịu chuyển động ô tô du lịch xe chuyển động mặt đường điều hòa có thơng số mặt đường q=0.015m, s=6m, va=11,1m/s2 xe tay số 5, gia tốc bình phương trung bình thân xe tăng 9,7% khơng kể đến kích thích từ mơ men xoắn động Năm 2015, nghiên cứu ảnh hưởng thông số thiết kế hệ thống treo đến độ êm dịu chuyển động tơ Lê Văn Quỳnh, Hồng Anh Tấn, Nguyễn Khắc Minh[13], kết nghiên cứu thông số độ cứng hệ số cản hệ thống đệm cách dao động động xem xét ảnh hưởng chúng đến độ êm dịu ô tơ dựa vào mơ hình dao động khơng gian tồn xe kích thích mặt đường quốc lộ khơng xem xét ảnh hưởng kích thích động Năm 2015, Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố dao động từ động đến độ êm dịu ô tô du lịch tác giả Hồng Anh Tấn[10] trình bày luận văn Cao học mình, kết nghiên cứu phân tích ảnh hưởng kích thích từ động đến độ êm dịu dựa vào mơ hình khơng gian Tuy nhiên nghiên cứu tác giả xem xét đệm cách dao động cao su bị động Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 12 Năm 2019, Nghiên cứu hệ thống đệm cách dao động động đốt ô tơ du lịch tác giả Hồng Anh Tấn[11] trình bày báo cáo tổng kết đề tài cấp sở mình, kết nghiên cứu phân tích ảnh hưởng việc thêm giá trị hệ số cản thủy lực vào đệm cách dao động cao su đến độ êm dịu dựa vào mơ hình khơng gian Tuy nhiên nghiên cứu tác giả xem xét đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Trong luận văn này, tác giả tiến hành nghiên cứu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động dựa vào mơ hình dao động khơng gian tồn xe với hai nguồn kích thích b Nghiên cứu quốc tế Về lĩnh vực nghiên cứu dao động động theo xu hưởng giảm tiếng ồn nâng cao độ êm dịu chuyển động ô tô nhà nghiên cứu quan tâm sơm đặc biệt xe du lịch, tài liệu Mitschke[16,17] nhắc tới mơ hình dao động dao động đốt Xu hướng nghiên cứu dao động theo hướng (1) nghiên cứu ảnh hưởng dao động xoắn động đốt đến hệ thống truyền lực (2) nghiên cứu thiết kế tối ưu hệ thống treo động nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động giảm tiếng ồn Năm 1984 mơ hình dao động động bậc tự với hệ thống treo cao su P.E Geck R.D Patton cơng bố tạp chí kỹ thuật tô giới[18] Năm 1993, đánh giá hiệu hệ thống treo cao hệ thống treo có điều khiển tích cực Swanson D cơng bố tạp chí kỹ thuật tơ giới[19] kết nhiều nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tần số hệ số cản hệ thống treo động đến giảm dao động Năm 1988, nghiên cứu hiệu hệ thống treo động kết hợp thủy lực cao su nhằm làm giảm dao động tiếng ồn đề xuất T Ushijima, K Takano H Kojima [20] Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 13 Trên các giải thuật tối ưu điều khiển ngày áp dụng điều khiển thông số hệ thống đệm cách dao động nhằm nâng cao độ êm dịu xe giảm tiếng ồn Các đệm cách dao động động cao su thủy lực bán chủ động đề xuất Truong, T Q., & Ahn, K K (2010)[21], Christopherson J., Mahinfalah M., Jazar (năm 2012)[22] tập trung nghiên cứu đặc tính đệm cách dao động đơn lẻ Đệm cách dao động điện từ chủ động động đốt loại trình bày Mohammad Elahinia cộng tài liệu[23] Trong nghiên luận văn này, tác giả tiến hành xây dựng mô hình dao động tồn xe với 10 bậc tự với hai nguồn kích thích kết hợp mấp mơ mặt đường lực mơ men kích thích động đốt Bộ điều khiển Fuzzy logic xây dựng để điều khiển hệ số cản thủy lực đệm cách dao động cao su thủy lực nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động ô tô 1.4 Các tiêu, phương pháp đánh giá độ êm dịu chuyển động 1.4.1 Chỉ tiêu cường độ dao động[10,11] Độ êm dịu chuyển động khái niệm cảm nhận chủ quan cảu người dao động Cảm giác vấn trực tiếp nhóm người khác độ êm dịu chủ quan Lĩnh vực đông đảo nhà khoa học lĩnh vực kỹ thuật, y tế, an toàn lao động, kỹ thuật chống rung, chống ồn quan tâm Các nhà khoa học rằng, dao động có ảnh hưởng xấu đến người hàng hóa, đặc biệt làm giảm khả điều khiển lái xe + Chỉ tiêu độ êm dịu Hiệp hội kỹ sư Đức VDI đưa tiêu chuẩn quốc giaVDI- 2057 Tổ chức tiêu chuẩn giới chấp nhận thành Tiêu chuẩn ISO – 2631 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 14 Độ êm dịu chuyển động cảm giác người, đặc trưng nhiều thông số vật lý Do đó, người ta đưa khái niệm “Cường độ dao động KB” để mức độ ảnh hưởng dao động với người Cường độ dao động KB phụ thuộc: - Gia tốc z , y , x - Tần số kích động - Thời gian tác động Phụ lục nội dung, cách xác định KB phụ thuộc tham số giá trị KB Theo có ngưỡng dùng để đánh gía: KB= 20 giới hạn êm dịu KB= 50 giới hạn điều khiển KB= 125 giới hạn gây bệnh lý + Chỉ tiêu độ êm dịu cho hàng hoá Chỉ tiêu độ an tồn cho hàng hố Hiệp hội đóng gói Đức BFSV nêu vấn đề Dựa vào đó, với nghiên cứu ảnh hưởng dao động với đường, Mistchke đề ngưỡng cho an tồn hàng hố sau: - amax=3 m/s2 giới hạn cảnh báo - amax=5 m/s2 giới hạn can thiệp Giới hạn cảnh báo theo Mitschke, hệ thống treo đường hỏng dến mức phải có kế hoạch sửa chữa Giới hạn cảnh báo theo Mitschke, đường hỏng nặng đến mức phải sửa chữa Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 15 1.4.2 Chỉ tiêu không gian bố trí treo[10,11] Chỉ tiêu khả chọn độ võng động độ võng tĩnh việc xác lập vị trí đặt vấu hạn chế hành trình treo Nhiều mơ hình trước khơng ý đến yếu tố đơn giản này: t n fdyn  y  max(ξ  z)  fdyn Trong đó: (1-1) (ξ  z) chuyển vị tương đối khối lượng không treo treo t : Độ võng động hành trình trả củ hệ thống treo; Vị trí đặt vấu hạnh chế fdyn hành trình trả n :Độ võng động hành trình nén hệ thống treo; Vị trí đặt vấu hạn chế fdyn hành trình nén 1.4.3 Gia tốc bình phương trung bình theo thời gian tác động * Theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 [14]: đưa tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động tơ thơng qua gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng dựa theo vào cơng trình nghiên cứu giới Gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng xác định theo công thức đây: aWZ  1 T    a z (t )dt  T  1/ (1-2) đó: awz - Gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng az - Gia tốc theo phương thẳng đứng theo thời gian T - Thời gian khảo sát Điều kiện chủ quan đánh giá độ êm dịu ô tô theo độ lệch gia tốc quân phương theo phương thẳng đứng ISO 2631-1 [14] dựa vào Bảng 1.1 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 16 Bảng 1.1 Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1 aWZ giá trị (m2/s) Cấp êm dịu < 0.315 m.s-2 Thỏa mái 0.315m.s-2-0.63m.s-2 Một chút khó chịu 0.5m.s-2 - m.s-2 Khá khó chịu 0.8 m.s-2 - 1.6 m.s-2 Không thỏa mái 1.25 m.s-2 - 2.5 m.s-2 Rất khó chịu > m.s-2 Cực kỳ khó chịu * Ưu điểm tiêu chuẩn VBI2057 tiêu chuẩn ISO 2631-1: thuận lợi cho việc phân tích đánh giá dao động tồn xe Thơng qua mơ hình dao động vật lý tốn học tồn xe phần mềm chuyên dùng MATLAB, ADAMS, LMS hoàn toàn xác định gia tốc dao động theo miền thời miền tần số Hiện phương pháp nhà khoa học khắp giới áp dụng ISO 2631-1 để phân tích độ êm dịu dao động phương tiện dao thông 1.5 Mục tiêu, phạm vi, phương pháp nội dung nghiên cứu 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng mơ hình dao động động đốt với nguồn kích thích; - Bộ điều khiển cho hệ thống đệm cách dao động bán chủ động; - Phân tích hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động cho động đốt theo hướng êm dịu chuyển động xe 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi đề tài, mô hình dao động tồn xe với nguồn kích thích dao động điều khiển thiết lập để điều khiển hệ số cản hệ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 17 thống đệm cách dao động cao su thủy lực cho động đốt nhằm giảm dao động toàn xe 1.5.3 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: mô điều khiển hệ thống đệm cách cho động đốt 1.5.4 Nội dung nghiên cứu Chương Tổng quan đề tài nghiên cứu; Chương Xây dựng mơ hình dao động tồn xe điều khiển; Chương Mô phân tích hiệu điều khiển 1.6 Kết luận chương Chương phân tích kết cấu loại đệm cách dao động động đốt trong, phân tích tổng quan nghiên cứu dao động động tơ ngồi nước cuối phân tích đươck tiêu đánh giá độ êm dịu Đưa mục đích, phương pháp nội dung nghiên cứu luận văn sở cho chương Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 18 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DAO ĐỘNG VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN BÁN CHỦ ĐỘNG CHO XE Ô TÔ DU LỊCH Mục tiêu chương tiến hành xây dựng mơ hình dao động tồn xe với hai nguồn kích thích kết hợp mặt đường, sở lý thuyết điều khiển mờ xây dựng điều khiển mờ để điểu khiên hệ số cản thủy lực đệm cách dao động động đốt 2.1 Các khái niệm tương đương Ơ tơ hệ dao động bao gồm nhiều phận nối với Mỗi phận có khối lượng thơng số đặc trưng cho Để tính tốn dao động xe ôtô cách thuận lợi cần phải mô tả ôtô sơ đồ dao động tương đương Trong sơ đồ tương đương cần có đầy đủ thơng số liên quan đến dao động ôtô Do trước lập sơ đồ dao động tương đương cần thống số khái niệm sau: a Khối lượng động treo me Khối lượng động đặt đệm cách dao động cao su thủy lực, coi khối đồng dạng phẳng tuyệt đối cứng b Khối lượng treo M Khối lượng treo M gồm cụm chi tiết mà trọng lượng chúng tác dụng lên hệ thống treo Gồm có vỏ xe, phần hệ thống truyền lực số chi tiết khác Giữa chúng liên kết với thành khối nhờ đệm đàn hồi, ổ tựa đàn hồi cao su, dạ, nỉ, giấy cơng nghiệp Tuỳ theo sơ đồ bố trí cụ thể ơtơ, mà chia khối lượng treo thành hai nhiều khối lượng, khối lượng liên kết với phần tử đàn hồi giảm chấn Trong luận văn này, coi khối lượng treo M khối lượng đồng dạng phẳng tuyệt đối cứng Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 19 c Khối lượng không treo m Khối lượng không treo gồm cụm mà trọng lượng chúng không tác dụng trực tiếp lên hệ thống treo mà tác dụng lên lốp bánh xe Đó là: bán trục, dầm cầu, bánh xe, phần chi tiết hệ thống treo, truyền động lái, lò xo, giảm chấn, phần trục đăng Chúng ta coi khối lượng treo vật có khối lượng m tuyệt đối cứng d Hệ thống treo Hệ thống treo ơtơ có nhiệm vụ nối phần treo me, M phần khối lượng không treo m cách đàn hồi Hệ thống treo với lốp làm giảm chấn động gây nên mấp mô bề mặt đường xe chạy Hệ thống treo gồm phận: - Bộ phận đàn hồi: biểu diễn lò xo có độ cứng K - Bộ phận giảm chấn: có nhiệm vụ dập tắt chấn động đặc trưng hệ số cản giảm chấn C 2.2 Mơ hình dao động xe du lịch a Các giả thiết mơ hình dao động - Chuyển động ô tô chuyển động đều, khoảng cách từ trọng tâm đến cầu không tay đổi trình xe chuyển động; - Trọng tâm xe nằm mặt phẳng đối xứng dọc xe; - Coi khối lượng treo xe vật rắn tuyệt đối, bỏ qua biến dạng uốn, xoắn khung xe; - Các đặc tính thành phần đàn hồi, bánh xe gối hạn chế coi tuyến tính; - Đường tâm trục cầu xe chuyển động mặt phẳng vng góc với mặt phẳng đối xứng dọc xe; Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 20 - Bỏ qua mơ men qn tính cầu xe trục quay bánh xe - Bỏ qua cân mô men hiệu ứng quay khối lượng chuyển động quay xe - Bỏ qua dao động ngang xe - Sự tiếp xúc bánh xe với đường tiếp xúc điểm - Bỏ qua trượt bánh xe với mặt đường Đặc điểm xe tất ngoại lực tác động lên xe phản lực trọng lực, phản lực xuất tác động tương hỗ bánh xe với đường Trong trường hợp tổng quát phản lực phân thành thành phần lực thẳng đứng thành phần lực nằm ngang (theo phương chuyển động xe) Với giả thiết chuyển động xe chuyển động thẳng đều, nên thành phần lực nằm ngang phải khơng, dao động thân xe mặt phẳng thẳng đứng vng góc với hướng chuyển động thân xe thành phần lực thẳng đứng truyền từ bánh xe lên b Mơ hình dao động Với giả thiết có mơ hình dao động khơng gian ô tô du lịch với 10 bậc tự hình 2.1 Giải thích ký hiệu hình 2.1: Kie độ cứng hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động động cơ, Cie hệ số giảm chấn hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động; Kij độ cứng hệ thống treo ô tô; Cij hệ số cản giảm chấn hệ thống treo ô tô; KTij độ cứng lốp xe; CTij hệ số cản giảm chấn lốp xe;; Z, ,  chuyển vị theo phương thẳng đứng, theo phương ngang dọc thân xe; Ze, e, e chuyển vị theo phương thẳng đứng, theo phương ngang dọc của động cơ; qij chiều cao mấp mô mặt đường tác dụng lên bánh xe; a, b, Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 21 L, Bt Bs kích thước xe; mij M khối lượng không treo treo thân xe; me khối lượng động (i=1,2,3,4 j=r,l) (x1,y1); (x2,y2); (x3,y3) ; (x4,y4) tọa độ điểm đặt lực gối đỡ động theo hệ tọa độ XYZ (x1e,y1e); (x2e,y2e); (x3e,y3e) ; (x4e,y4e) tọa độ điểm đặt lực gối đỡ động theo hệ tọa độ XeYeZe Z Ze me e K1r K1l Z1l M e C1r Z1r KT1r  C2r K2r  K2l Z2r Z2l KT2r C1l CT2r q2r CT1r q1r CT1l KT1l C2l CT2l KT2l q2l xe1 xe2 ye2 ye3 Bt Bs ye1 ye4 q1l xe4 a xe3 b Hình 2.1 Mơ hình dao động xe du lịch với 10 bậc tự 2.3 Thiết lập phương trình vi phân miêu tả dao động ô tô du lịch Dựa vào mơ hình dao động để phương trình vi phân mô tả dao động hệ để khảo sát Hiện có nhiều phương pháp để thiết lập phương trình vi phân chuyển động hệ như: phương trình Lagrange loại II, nguyên lý D’Alembert, nguyên lý Jourdain kết hợp phương trình Newton – Euler Tuy nhiên để thuận lợi cho mô máy tính tác giả sử dụng nguyên lý D’Alembert kết hợp sở lý thuyết hệ nhiều vật để thiết lập hệ phương trình vi phân mơ tả dao động xe Dựa vào sở hệ nhiều vật tách vật khỏi hệ thay vào phản lực liên kết Sau sử dụng nguyên lý D’Alembert để thiết lập hệ phương Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 22 trình cân cho vật hệ sau liên kết chúng lại với quan hệ lực momen Theo nguyên lý D’Alembert:   F  Fqt  (2-1) đó:  F : tổng ngoại lực tác dụng lên vật  Fqt : tổng lực quán tính tác dụng lên vật Mơ hình dao động hình 2.1 gồm vật: Động cơ, thân xe, khối lượng không treo trước trái (phải), khối lượng không treo sau trái (phải) mặt đường Mơ hình xây dựng gồm vật: Vật 1: Động (phần khối lượng treo) coi vật có khối lượng me đặt trọng tâm mô men quán tính: Jye, Jxe, chuyển động động hợp ba chuyển động: + Chuyển động tịnh tiến theo phương đứng Ze + Chuyển động quay quanh trục Ye: tương ứng tọa độ suy rộng e + Chuyển động quay quanh trục Xe: tương ứng tọa độ suy rộng e Vật 2: Thân xe (phần khối lượng treo) coi có khối lượng M đặt trọng tâm O mơmen qn tính: J y , J x Chuyển động thân xe hợp ba chuyển động: + Chuyển động tịnh tiến theo phương Z ứng với toạ độ suy rộng Z + Chuyển động quay quanh trục Y tương ứng toạ độ suy rộng  + Chuyển động quay quanh trục X tương ứng toạ độ suy rộng  Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 23 Vật 3,4,5,6: Các khối lượng không treo trước bên trái, phải sau bên trái, phải + Khối lượng không treo trước coi hai vật có khối lượng bên trái, phải m1l , m1r + Khối lượng không treo sau coi hai vật có khối lượng bên trái, phải m2l , m2r Vật 7: Mặt đường: nguồn kích thích dao động tơ tập hợp mấp mơ ngẫu nhiên tồn chiều dài dạng kích thích * Khối lượng khơng treo trước: + Phương trình dao động khối lượng không treo trước trái: Sơ đồ dao động thể hình vẽ 2.2: F1l Z1l m1l Fqt1l F1l Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên khối lượng không treo trước trái Các lực tác dụng: + Lực tác dụng hệ thống treo: F1l   F1l  K1l  Zb1l  Z1l   C1l  Z b1l  Z 1l    Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN (2-2) http://lrc.tnu.edu.vn 24 + Lực tác dụng lốp xe:   FT 1l  KT 1l  Z1l  q1l   CT 1l  Z 1l  q1l    (2-3) Fqt1l  m1l z1l (2-4) m1l z1l  F1l  FT 1l (2-5) + Lực qn tính: Theo ngun lý Đalămbe: Thay cơng thức 2-2 2-3 vào công thước 2-5 ta công thức 2-6   m1l z1l  K1l  Zb1l  Z1l   C1l  Z b1l  Z 1l        K Z  q  C Z  q l   1l T 1l  1l    T 1l 1l    (2-6) Với phương pháp tương tự khối lượng m1r, m2l, m2r có phương trình đây: + Khối lượng không treo m1r m1r z1r  F1r  FT 1r (2-7) Thay giá trị lực F1r FT1r vào công thức 2-7 ta được công thức 2-8   m1r z1r  K1r  Zb1r  Z1r   C1r  Z b1r  Z 1r        K Z  q  C Z  q r   T 1r  1r    T 1r 1r 1r    (2-8) + Khối lượng không treo m1r m2l z2l  F2l  FT 2l (2-9) Thay giá trị lực F2l FT2l vào công thức 2-9 ta được cơng thức 2-10 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 25   m2l z2l  K 2l  Z b 2l  Z 2l   C2l  Z b 2l  Z 2l        K Z  q  C Z  q l    2l T 2l 2l    T 2l 2l    (2-10) + Khối lượng không treo m2r m2 r z2 r  F2 r  FT r (2-11) Thay giá trị lực F2r FT2r vào công thức 2-11 ta được công thức 2-12   m2 r z2 r  K r  Z b r  Z r   C2 r  Z b r  Z r        K Z  q  C Z  q 2r     T r r r T r r     (2-12) Từ mô hình dao động hình 2.1, xác định mối quan hệ hình học dịch chuyển theo phương thẳng đứng (OZ) chuyển vị: Zb1l, Zb1r, Zb2l, Zb2r, Z1, Z2, Z3 với dịch chuyển theo phương (OZ) vị trí trọng tâm thân xe sau: (2-13) B Z b1l  Z  a  t  (2-14) B Z b1r  Z  a  t  (2-15) Z b 2l  Z  b  Bs  (2-16) Z b r  Z  b  Bs  (2-17) Z1  Z  x1  y1 Z  Z  x2  y2 Z3  Z  x3  y3 Z  Z  x4  y4 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN (2-17) (2-18) (2-19) (2-20) http://lrc.tnu.edu.vn 26 Từ mơ hình dao động hình 2.1, xác định mối quan hệ hình học dịch chuyển theo phương thẳng đứng (OZ) chuyển vị Z1e, Z2e, Z3e với dịch chuyển theo phương (OZ) vị trí trọng tâm động sau: Z1e  Ze  x1ee  y1ee (2-21) Z4e  Ze  x2ee  y2ee (2-22) Z3e  Ze  x3ee  y3ee (2-23) Z4e  Ze  x4ee  y4ee (2-24) Thay (2-13), (2-14), (2-15), (2-16) , (2-16) vào (2-6), (2-8), (2-10),(2-12) ta có phương trình vi phân bậc miêu tả dao động khối lượng không treo đây: B B     m1l z1l  K1l  Z  a  t   Z1l   C1l  Z  a   t   Z 1l   2        K Z  q  C Z  q l   1l T 1l  1l    T 1l 1l    Bt Bt     m1r z1r  K1r  Z  a    Z1r   C1r  Z  a     Z 1r   2        K Z  q  C Z  q r     T r r r T r r     B B     m2l z2l  K 2l  Z  b  s   Z 2l   C2l  Z  b   s   Z 2l   2        K Z  q  C Z 2l  q 2l     T l l l T l      B B     m2 r z2 r  K r  Z  b  s   Z r   C2 r  Z  b  s   Z r   2        K Z  q  C Z  q r   2r T 2r  2r   T 2r 2r    Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN (2-25) (2-26) (2-27) (2-28) http://lrc.tnu.edu.vn 27 *Thiết lập phương trình vi phân mơ tả dao động khối lượng treo (thân xe): Tách liên kết khối lượng treo (thân xe) khỏi hệ dao động, thay liên kết phản lực liên kết, ta có sơ đồ lực tác dụng lên phần khối lượng treo (thân xe) hình vẽ 2.3 Z Fe2 Fe1 F1r  Fe3 Fe4 F2r  F2l F1l y2 y3 x2 Bt Bs y1 y4 x1 x4 a x3 b Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên khối lượng treo(thân xe) Áp dụng nguyên lý Đalămbe để viết phương trình vi phân miêu tả tọa độ suy rộng vị trí trọng tâm thân xe đây: Theo tọa độ suy rông Z: (2-29) M Z  ( Fe1  Fe  Fe3  Fe )  ( F1r  F1l  F2l  F2r ) Trong đó:   Fe1  Ke1  Ze  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1     Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN (2-30) http://lrc.tnu.edu.vn 28   Fe  Ke  Ze  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2     (2-31)   Fe3  Ke3  Ze  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3     (2-32)   Fe  Ke  Ze  x4ee  y4ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4e  e  y4e  e  Z  x4   y4     (2-33) B B     F1l  K1l  Z  a  t   Z1l   C1l  Z  a   t   Z 1l  2     B B     F1r  K1l  Z  a  t   Z1r   C1l  Z  a   t   Z 1r  2     (2-34) (2-35) B B     F2 r  K 2l  Z  b  s   Z r   C2l  Z  b   s   Z r  2     B B     F2l  K 2l  Z  b  s   Z 2l   C2l  Z  b   s   Z 2l  2     (2-36) (2-37) Thay công thức từ 2-30 đến 2-37 vào cơng thức 2-29 ta có   M Z  K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1        K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2        K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3        K e  Z e  x4ee  y4ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4e  e  y4e  e  Z  x4   y4       B B      K1l  Z  a  t   Z1l   C1l  Z  a   t   Z 1l   2      (2-38)   B B      K1l  Z  a  t   Z1r   C1l  Z  a   t   Z 1r   2        B B      K 2l  Z  b  s   Z r   C2l  Z  b   s   Z r   2        B B      K 2l  Z  b  s   Z 2l   C2l  Z  b   s   Z 2l   2      Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 29 Theo tọa độ suy rộng  (2-39) I y   ( F1r  F1l ).a  ( F2r  F2l ).b  ( Fe1.x1  Fe x2  Fe3 x3  Fe x4 ) Thay công thức từ 2-30 đến 2-37 vào cơng thức 2-39 ta có   B B     K1l  Z  a  t   Z1l   C1l  Z  a   t   Z 1l    2      Iy    a  Bt Bt        K1r  Z  a    Z1r   C1r  Z  a     Z 1r   2       Bs Bs       K 2l  Z  b    Z r   C2l  Z  b     Z r         b  B B     s s   K 2l  Z  b    Z 2l   C2l  Z  b     Z 2l   2           K e1  Z e  x2 ee  y2 e e  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    x1         K e  Z e  x2 ee  y1e e  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2    x2    (2-40)      K e  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    x3         K e  Z e  x4 ee  y4e e  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4e  e  y4e  e  Z  x4   y4    x4    Theo tọa độ suy rộng  J x   F1l Bt B B B  F2 r s  F1r t  F2l s  ( Fe1 y1  Fe y2 )  ( Fe3 y3  Fe y4 ) 2 2 (2-41) Thay công thức từ 2-30 đến 2-37 vào cơng thức 2-41 ta có  B B  B    J x    K1l  Z  a  t   Z1r   C1l  Z  a   t   Z 1l   t 2       B B  B      K 2l  Z  b  s   Z r   C2l  Z  b   s   Z r   s 2       B B     B   K1r  Z  a  t   Z1r   C1r  Z  a   t   Z 1r   t 2       B B     B   K 2l  Z  b  s   Z 2l   C2l  Z  b   s   Z 2l   s 2           K e1  Z e  x2 ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    y1         K e  Z e  x2 ee  y1e e  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2    y2         K e  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    y3         K e  Z e  x4 ee  y4 e e  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    y4    Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN (2-42) http://lrc.tnu.edu.vn 30 *Thiết lập phương trình vi phân mơ tả dao động khối lượng treo (Động cơ): Khi động hoạt động có nhiều lực mô men sinh làm ảnh hưởng đến dao động tồn xe Qua phân tích dao động từ động ta có Lực tác dụng lên khung xe từ động đặt gối đỡ gồm: + Phản lực từ khung xe: F1, F2, F3, F4 + Khối lượng thân động cơ: me + Mô men xoay quanh trục Xe, Ye: Mx , My + Phản lực theo phương Ze: Fz Ze Fe2 x me Fe1  Fe3 Fe4 me  y ze Ke2 Ke1 Ce1 Ce2 Ke4 Ce4 Ke Ce C fe zb Ke3 Ce3 Hình 2.4 Sơ đồ lực tác dụng lên khối lượng treo động Trong trình động làm việc sinh nhiều lực làm ảnh hưởng đến dao động toàn xe như: - Trọng lượng động - Lực khí thể PK; Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 31 - Lực quán tính: + Lực quán tính khối lượng chuyển động tịnh tiến; + Lực quán tính khối lượng chuyển động quay; - Lực ly tâm; - Mô men xoắn động cơ; Trong giới hạn đề tài tác giả chi đề cập đến thành phần: Lực tác dụng theo phương thẳng đứng ( Fz), lực làm xoay động theo phương dọc (Mx), ngang (My) Kế thừa kết báo theo tài liệu tham khảo [24] Tác giả cơng nhận hàm kích thích động xi lanh thẳng hàng bao gồm: FZ  4.mc r..02 cos(20t ) (2-43) M x  M e [1  1.3 sin(20t )] (2-44) M y  4.mc r..02 L cos(20t ) (2-45) Trong đó: mc- Khối lượng nhóm piston truyền (kg) Me – Mô men xoắn động (Nm) M e  6.8.10 6.n  0.059 n  112 n- số vòng quay trục khuỷu (vòng/phút) r – Bán kính quay trục khuỷu (m)  - Thông số kết cấu L- Khoảng cách từ trọng tâm động đến đường tâm xi lanh thứ 0 – tốc độ góc (rad/s) t – Thời gian (s) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 32 Áp dụng nguyên lý Đalămbe để viết phương trình vi phân miêu tả tọa độ suy rộng vị trí trọng tâm động đây: Theo tọa độ suy rộng Ze me ze  Fz   Fe1  Fe  Fe3  Fe  (2-46) Thay công thức từ 2-30 đến 2-33 2-43 vào công thức 2-46 ta có me ze  4.mc r..02 cos(2.0 t)      K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1            K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2            K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3       (2-47)      K e  Z e  x4ee  y4ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4e  e  y4e  e  Z  x4   y4       Theo tọa độ suy rộng φe (2-48) I ye  e  M y  Fe1.x1e  Fe x4e  Fe x2e  Fe3 x3e Thay công thức từ 2-30 đến 2-33 2-45 vào cơng thức 2-48 ta có I ye  e  4.mc r..02 L.cos(2.0 t)    +  K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    x1e       +  K e  Z e  x4 ee  y4 ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    x4 e         K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    x3e    (2-49)      K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2    x2 e    Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 33 Theo tọa độ suy rộng θe (2-50) J xe  e  M x  Fe3 y3e  Fe y4e  Fe1 y1e  Fe y2e Thay công thức từ 2-30 đến 2-33 2-44 vào công thức 2-50 ta có I ye  e  M e 1  l.sin (2.0 t)       K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    y1e       +  K e  Z e  x4 ee  y4 ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    y4 e         K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    y3e         K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2    y2 e    (2-51) Kết hợp phương trình: (2-5) đến (2-28) (2-38), (2-40), (2-42), (2-47), (2-49), (2-51), ta có hệ phương trình vi phân miêu tả dao động tô du lịch với 10 bậc tự me ze  4.mc r..02 cos(2.0 t)      K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1            K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2            K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3            K e  Z e  x4ee  y4ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4e  e  y4e  e  Z  x4   y4       Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 34 I ye  e  4.mc r..02 L.cos(2.0 t)    +  K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    x1e       +  K e  Z e  x4 ee  y4 ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    x4 e         K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    x3e         K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2    x2 e    I ye  e  M e 1  l.sin (2.0 t)       K e1  Z e  x2ee  y2ee  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    y1e       +  K e  Z e  x4 ee  y4 ee  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    y4 e         K e3  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce3  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    y3e         K e  Z e  x2ee  y1ee  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2e  e  y2e  e  Z  x2   y2    y2 e    M Z  ( Fe1  Fe  Fe3  Fe )  ( F1r  F1l  F2l  F2r )  B B     K1l  Z  a  t   Z1l   C1l  Z  a   t   Z 1l   2     Iy     Bt B      Z1r   C1r  Z  a   t   Z 1r   K1r  Z  a  2        a     Bs Bs       K l  Z  b    Z r   C2 l  Z  b     Z r         b  Bs Bs      K Z  b     Z  C Z  b     Z 2l    2l  2l  2l  2           K e1  Z e  x2 ee  y2 e e  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    x1         K e  Z e  x2 ee  y1e e  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2 e  e  y2 e  e  Z  x2   y2    x2         K e  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    x3         K e  Z e  x4 ee  y4 e e  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    x4    Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 35  B B     B J x    K1l  Z  a  t   Z1r   C1l  Z  a   t   Z 1l   t 2       B B     B   K 2l  Z  b  s   Z r   C2l  Z  b   s   Z r   s 2       B B     B   K1r  Z  a  t   Z1r   C1r  Z  a   t   Z 1r   t 2       B B     B   K l  Z  b  s   Z 2l   C2l  Z  b   s   Z 2l   s 2           K e1  Z e  x2 ee  y2 e e  Z  x2  y2   Ce1  Z e  x1e  e  y1e  e  Z  x1   y1    y1         K e  Z e  x2 ee  y1e e  Z  x1  y1   Ce  Z e  x2 e  e  y2 e  e  Z  x2   y2    y2         K e  Z e  x3ee  y3e  Z  x3  y3   Ce  Z e  x3e  e  y3e   Z  x3   y3    y3        K e  Z e  x4 ee  y4 e e  Z  x4  y4   Ce  Z e  x4 e  e  y4 e  e  Z  x4   y4    B B     m1l z1l  K1l  Z  a  t   Z1l   C1l  Z  a   t   Z 1l   2        K Z  q  C Z  q l   1l T 1l  1l    T 1l 1l    Bt Bt     m1r z1r  K1r  Z  a    Z1r   C1r  Z  a     Z 1r   2        K Z  q  C Z  q 1r     T r r r T r r     B B     m2l z2l  K 2l  Z  b  s   Z 2l   C2l  Z  b   s   Z 2l   2         KT 2l  Z 2l  q2l   CT 2l  Z 2l  q 2l      B B     m2 r z2 r  K r  Z  b  s   Z r   C2 r  Z  b  s   Z r   2        K Z  q  C Z  q r   2r T 2r  2r   T 2r 2r    Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn    y4  36 2.4 Phân tích lựa chọn kích thích dao động Trong luận văn này, tác giả giới thiệu kích thích ngẫu nhiên mặt đường theo tiêu chuẩn ISO 8068[13] cách xây dựng hàm ngẫu nhiên Các nhà thiết kế đường thiết kế đường giới đưa tiêu chuẩn ISO 8068 đánh giá phân loại mặt đường quốc lộ (bảng 2-1) thiết kế Nhiều nhà nghiên cứu giới sử dụng tiêu chuẩn để xây dựng hàm kích thích dao động ngẫu nhiên khảo sát dao động phương tiện giao thơng nhiều quốc gia tham khảo xây dựng tiêu chuẩn riêng cho Trung Quốc dựa vào sở tiêu chuẩn đưa tiêu chuẩn GB7031(1986) cách phân loại mặt đường tín hiệu kích thích đầu vào cho tốn phân tích dao động tơ Luận văn này, dựa vào cách phân loại để xây dựng hàm kích thích ngẫu nhiên Qua cơng trình khảo sát mấp mơ mặt đường xem phân bố Gauss Theo tiêu chuẩn ISO mấp mô mặt đường có mật độ phổ Sq(n0) định nghĩa công thức thực nghiệm: n Sq n   Sq n0    n0   (2-49) đó: n tần số sóng mặt đường (chu kỳ/m), n0 tần số mẫu (chu kỳ/m), Sq(n) mật độ phổ chiều cao mấp mô mặt đường (m3/chu kỳ), Sq(n0) mật độ phổ n0 (m3/chu kỳ),  hệ số tần số miêu tả tần số mật độ phổ mặt đường (thường   ) Mấp mô mặt đường giả định q trình ngẫu nhiên Gauss tạo thông qua biến ngẫu nhiên Fourier ngược: N 2vn02 Sq ( n0 ) i 1 f mid ,i q( t )   f mid ,i  f1  f cos 2f mid ,it  i  (2-50) 2i  f với i=1,2,3…n, i pha ngẫu nhiên phân bố  2 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 37 Căn số liệu bảng 2.1 loại đường phân cấp theo tiêu chuẩn ISO với v  20( m.s 1 ); f1  0.5( Hz ); f  30( Hz ); n0  0.1( m1 ) , tác giả tiến hành lập chương trình tốn phần mềm Matlab 2014 để mô mấp mô ngẫu nhiên mặt đường thể phụ lục Một số kết mấp mô mặt đường dạng đồ thị Bảng 2.1 Các lớp mấp mô mặt đường phân loại theo tiêu chuẩn ISO 8068[13] Cấp A B C D E F G Tình trạng mặt đường Rất tốt Tốt Bình thường Xấu Rất xấu Tồi Quá tồi Sq(n0) 16 64 256 1024 4096 Chieu cao map mo q1(m) 0.01 16384 65535 Map mo mat duong ISO cap B 0.005 -0.005 -0.01 10 15 20 Thoi gian t(s) 25 30 Hình 2.5 Chiều cao mấp mơ mặt đường theo tiêu chuẩn ISO B (mặt đường có chất lượng trung bình) 2.5 Cơ sở lý thuyết điều khiển hệ mờ(Fuzzy Logic Control-FLC) Hệ logic mờ (Fuzzy logic) mô tả quan hệ dựa luật nếu–thì (if–then rules), thí dụ “nếu mở van nóng nhiệt độ tăng” Sự nhập nhằng (không xác định) định nghĩa thừa số ngơn ngữ (thí dụ, nhiệt độ cao) biểu diễn thơng qua tập mờ, Hệ logic mờ thích hợp để biêu diễn kiến thức định tính, từ chuyên gia (trong hệ điều khiển mờ dùng tri thức) hay lấy tự động từ liệu (quy Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 38 nạp, học) Trường hợp thuật toán xâu chuỗi mờ thường dùng để phân chia liệu thành nhóm đối tượng giống Hình 2.6 Phép xâu chuỗi mờ dùng để rút định tính - 2.5.1 Tập mờ logic mờ Khái niệm tập hợp hình thành tảng logic định nghĩa xếp chung đối tượng có tính chất, gọi phần tử tập hợp A = {x∈R|5 ≤x ≤5} Hình 2.7 Mơ tả hàm phụ thuộc µA(x) tập số thực từ-5 đến 2.5.2 Định nghĩa tập mờ Trong khái niệm tập hợp kinh điển hàm phụ thuộc µA(x) tập A, có hai giá trị "1" x∈A "0" x∉A Cách biểu diễn hàm phụ thuộc không phù hợp với tập mô tả "mờ" tập B gồm số thực gần B = {x∈R| x≈5 } Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 39 Khi ta khơng thể khẳng định chắn số có thuộc B hay khơng? mà nói thuộc B gao nhiêu phần trăm Để trả lời câu hỏi này, ta phải coi hàm phụ thuộc µB(x) có giá trị khoảng từ đến tức là: ≤µB(x) ≤1 Từ phân tích ta có định nghĩa: Tập mờ B xác định tập kinh điển M tập mà phần tử biểu diễn cặp giá trị (x,µB(x)) Trong x ∈ M µB(x) ánh xạ Ánh xạ µB(x) gọi hàm liên thuộc tập mờ B Tập kinh điển M gọi sở tập mờ B 2.5.3 Các dạng hàm liên thuộc tập mờ Dạng hàm thuộc tập mờ lựa chọn dạng hình thang – trapmf, dạng hình chữ “S” – smf dạng hình chữ “Z”-zmf Hình 2.8 Các dạng hàm liên thuộc tập mờ Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 40 2.5.4 Các phép tốn tập mờ Trên tập mờ có phép toán phép hợp, phép giao phép bù a Phép hợp hai tập mờ  Phép hợp hai tập mờ có sở Hình 2.9 Hợp hai tập mờ có sở (a) Theo quy tắc Max, (b) theo quy tắc Lukasiewwiez Hợp hai tập mờ A B có sở M tập mờ xác định sở M với hàm liên thuộc xác định theo cơng thức sau: µ𝐴 ∪ (𝑋) = Max {µ(𝑥), µ𝐵(𝑥)}; µ𝐴 ∪ (𝑋) = Min {1, µ(𝑥) + µ𝐵(𝑥)} Phép hợp Lukasiewiez ; µ𝐴 ∪ (𝑋) = { 𝑥 {µ𝐴 (𝑥), µ𝐵(𝑥)} {µ𝐴 (𝑥), µ𝐵(𝑥)}=0 min{µ𝐴 (𝑥), µ𝐵(𝑥)}≠0 µ𝐴 ∪ (𝑋)= µ𝐴(𝑥)+ µ𝐵(𝑥)/ (1+ µ𝐴(𝑥)+ µ𝐵(𝑥) ) (Tổng Einstein) µ𝐴 ∪ (𝑋)= µ𝐴(𝑥) = µ𝐵(𝑥) − µ𝐴(𝑥)µ𝐴(𝑥) (Tổng trực tiếp)  Hợp hai tập mờ khác sở Để thực phép hợp tập mờ khác sở, nguyên tắc ta phải đưa chúng sở Xét tập mờ A với hàm liên thuộc µA(x) định nghĩa sở M B với hàm liên thuộc µB(x) định nghĩa sở N, hợp tập mờ A B tập mờ xác định sở MxN với hàm liên thuộc: µA∪B(x, y) = Max {µA(x, y), µB(x, y)} Với µA(x, y) = µA(x) với y ∈ N µB(x, y) = µB(y) với x ∈ M Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 41 b Phép giao hai tập mờ  Giao hai tập mờ sở Hình 2.10 Giao hai tập mờ có sở (a) Theo quy tắc Min (b) theo tích đại số Giao hai tập mờ A B có sở M tập mờ xác định sở M với hàm liên thuộc µA∩B(x) tính: µ𝐴 ∪ (𝑋) = Max {µ(𝑥), µ𝐵(𝑥)}; µ𝐴 ∪ (𝑋) =µ(𝑥), µ𝐵(𝑥) (Tích đại số); µ𝐴 ∪ (𝑋) = {𝑀𝑖𝑛 {µ(𝑥), µ𝐵(𝑥)}khi {µ𝐴(𝑥), µ𝐵(𝑥)}=1 {µ(𝑥), µ𝐵(𝑥)} ≠1 µ𝐴 ∪ (𝑋)= Max {0, µ𝐴(𝑥)+ µ𝐵(𝑥) − 1} (Phép giao Lukasiewiez) µ𝐴 ∪ 𝐵(𝑋)= µ𝐴(𝑥).µ𝐵(𝑥)/(2−(µ𝐴(𝑥)+ µ𝐵(𝑥))−µ𝐴(𝑥).µ𝐵(𝑥)) (Tích Einstein) Cũng giống phép hợp, kỹ thuật điều khiển chủ yếu ta sử dụng công thức công thức để thực phép giao tập mờ  Giao hai tập mờ khác sở Để thực phép giao tập mờ khác sở, ta cần phải đưa sở Khi đó, giao tập mờ A có hàm liên thuộc µA(x) định nghĩa sở M với tập mờ B có hàm liên thuộc µB(x) định nghĩa sở N tập mờ xác định sở M x N có hàm liên thuộc tính: µA∩B(x, y) = MIN{µA(x, y),µB(x, y)} Trong đó: µA(x, y) = µA(x) với y ∈N µB(x, y) = µB(x) với x ∈M Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 42 c Phép bù tập mờ Bù tập mờ A có sở M hàm liên thuộc µA(x) tập mờ AC xác định sở M với hàm liên thuộc: µA(x) = 1- µA(x) Tập bù tập mờ A định nghĩa X tập mờ Ac xác định tập X có hàm thuộc  A c(x) thỏa mãn:  A c(x) phụ thuộc vào  A(x) Nếu  A(x) =  A c(x) = Nếu  A(x) =  A c(x) =1 Nếu  A(x)   A(x)  A(x)   B c(x) Hình 2.17 Bù tập mờ Hình 2.11 Phép bù tập mờ a- Hàm thuộc tập mờ A; b- Hàm thuộc tập mờ A c 2.5.5 Biến ngơn ngữ giá trị nó: Biến ngơn ngữ phần tử chủ đạo hệ thống dùng logic mờ Ở thành phần ngôn ngữ ngữ cảnh kết hợp lại với Để minh họa hàm thuộc biến ngôn ngữ ta có ví dụ sau: Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 43 Xét tốc độ xe ô tô ta có biến ngơn ngữ - Rất chậm: ký hiệu VS - Chậm : ký hiệu S - Trung bình: ký hiệu M - Nhanh: ký hiệu F - Rất nhanh: ký hiệu F Gọi x giá trị biến tốc độ, ví dụ x=100km/h, x=60km/h hàm thuộc tương ứng với biến ngôn ngữ 2.5.6 Luật hợp thành mờ: Luật hợp thành tên chung gọi mơ hình R biểu diễn (một hay nhiều) hàm liên thuộc μA=>B(x, y) cho (một hay nhiều) mệnh đề hợp thành A ⇒ B Một luật hợp thành có mệnh đề hợp thành gọi luật hợp thành đơn, có từ mệnh đề hợp thành trở lên gọi luật hợp thành phức Xét luật hợp thành R gồm mệnh đề hợp thành: R1: Nếu x = A1 Thì y = B1 R2: Nếu x = A2 Thì y = B2 R3: Nếu x = A3 Thì y = B3 Các luật bản: + Luật Max-Min + Luật Max-Prod + Luật Sum-Min Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 44 + Luật Sum-Prod 2.5.7.Giải mờ Phương pháp cực đại cho rằng, giá trị rõ y’ đại diện cho tập mờ phải giá trị có xác suất thuộc tập mờ lớn Thực theo phương pháp gồm hai bước: + Xác định miền G chứa giá trị rõ y’, miền mà hàm thuộc có giá trị cực đại + Xác định y’ chấp nhận được, có ba nguyên lý: nguyên lý trung bình; nguyên lý cận trái; nguyên lý cận phải - Nguyên lý trung bình: y’ giá trị trung bình giá trị cận trái phải G (hình 2.12a) Hình 2.12 Minh họa quy tắc hợp thành mờ (a) Hàm thuộc vân tốc pistion độ cứng giảm chấn; (b) Quy tắc hợp thành MIN; (c) Quy tắc hợp thành PRO Nguyên lý cận trái: y’ giá trịcận trái G (hình 2.13b) Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 45 Nguyên lý cận trái: y’ giá trịcận phải G (hình 2.13c) Hình 2.13 Giải mờ phương pháp cực đại (a) Nguyên lý trung bình; (b) Nguyên lý cận trái; (c) Nguyên lý cận phải 2.5.8 Nguyên tắc tổng hợp điều khiển mờ Thực tổng hợp điều khiển mờ phải tiến hành theo bước sau: a Định nghĩa biến vào/ra: Tùy thuộc vào đối tượng điều khiển mục đích điều khiển, người thiết kế phải xác định biến vào/ra điều khiển Trong toán điều khiển hệ thống treo bán tích cực với mục đích nâng cao độ êm dịu chuyển động tơ, biến vào điều khiển vận tốc piston giảm chấn, dịch chuyển thân xe, vận tốc thân xe gia tốc thân xe , biến điều khiển hệ số cản giảm chấn, lực giảm chấn b.Xác định tập mờ: Bước định nghĩa biến ngôn ngữ vào/ra bao gồm tập mờ dạng hàm thuộc chúng Để làm điều ta cần xác định: Miền giá trị vật lý biến ngôn ngữ vào/ra - Số lượng tập mờ(sốlượng giá trịngôn ngữ) Vềnguyên tắc sốlượng giá trịngôn ngữ cho biến ngôn ngữ nên chọn khoảng từ đến 10 giá trị Nếu có ý nghĩa, lớn 10 người khó có khả bao quát phân biệt - Xác định hàm thuộc, điểm quan trọng trình làm việc điều khiển mờ phụ thuộc lớn vào dạng kiểu hàm thuộc Các hàm thuộc có dạng hình tam giác, hình thang, hàm Gauss , dạng hình thang tam giác hai dạng hay dùng hàm đơn giản tốc độ tính tốn nhanh Cần chọn hàm thuộc có phần chồng lên phủ kín miền giá trị vật lý để Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 46 trình điều khiển khơng xuất “lỗ hổng” c Xây dựng luật điều khiển: Các luật điều khiển xây dựng dựa sở tri thức chuyên gia tài liệu chuyên ngành Các luật thường biểu diễn dạng ma trận, cách biểu diễn tiện lợi bao quát d.Chọn thiết bị hợp thành: Có thể chọn thiết bịhợp thành theo nguyên tắc trình bày gồm: nguyên tắc max-MIN; max-PRO; sum-MIN; sum-PRO e.Chọn nguyên lý giải mờ: Phương pháp giải mờ có ảnh hưởng đến độ phức tạp trạng thái làm việc toàn hệ thống Thường thiết kế điều khiển mờ, giải mờ theo phương pháp phân đơi diện tích phương pháp điểm trọng tâm có ưu điểm kết có tham gia tất kết luận luật điều khiển f.Tối ưu điều khiển: Sau tổng hợp điều khiển mờ, ghép nối với đối tượng điều khiển thực đối tượng mô để thử nghiệm, đánh giá tối ưu điều khiển 2.6 Xây dựng điều khiển mờ hệ thống đệm cách động 2.6.1 Biến vào bao gồm: - Vận tốc tương đối khối lượng động thân xe ( ze  zb ) - Vận tốc tương đối khối lượng động thân xe ( ze  zb ) - Biến hệ số cản thủy lực đệm, ký hiệu Cdk 2.6.2 Xác định tập mờ a Miền giá trị vật lý: - Vận tốc tương đối khối lượng động thân xe ( ze  zb ) - Vận tốc tương đối khối lượng động thân xe ( ze  zb ) - Biến hệ số cản thủy lực đệm, ký hiệu Cdk Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 47 b Biến ngôn ngữ Mỗi biến vào có giá trị ngơn ngữ Các giá trị ngơn ngữ kí hiệu ngắn gọn sau: “Âm” –N; “Bằng 0” – Z “Dương–P c Xác định hàm thuộc: Dạng hàm thuộc tập mờ lựa chọn dạng hình thang-trapmf, dạng hình tam giác – trim Z N -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 P 0.2 0.4 0.6 0.8 ( ze  zb ) Z N -0.15 -0.1 -0.05 P 0.05 0.1 0.15 ( ze  zb ) M S 200 400 600 L 800 1000 1200 Cdk Hình 2.14 Hàm thuộc Matlab Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 48 2.6.3.Tập luật điều khiển: Tập luật điều khiển mờ Fuzzy xây dựng sở suy luận trực quan Bằng trực quan, để cách ly dao động tốt tổng lực tác động lên khối lượng treo phải tối thiểu hóa Trong q trình dao động, lực tác động lên khối lượng treo gồm lực cản lực đàn hồi Dấu giá trị lực cản phụ thuộc vào vận tốc tương đối , dấu giá trị lực đàn hồi phụ thuộc vào dịch chuyển tương đối khối lượng treo không treo Trên sở suy luận trực quan đó, tập luật gồm luật điều khiển mờ Fuzzy thể bảng 2.3, nguyên tắc điều khiển sau: R1: If ( ze  zb ) is N and ( ze  zb ) is N then Cdk is S R2: If ( ze  zb ) is N and ( ze  zb ) is Z then Cdk is M R3: If ( ze  zb ) is N and ( ze  zb ) is P then Cdk is L R4: If ( ze  zb ) is Z and ( ze  zb ) is N then Cdk is M R5: If ( ze  zb ) is Z and ( ze  zb ) is Z then Cdk is M R6: If ( ze  zb ) is Z and ( ze  zb ) is P then Cdk is M R7: If ( ze  zb ) is P and ( ze  zb ) is N then Cdk is L R8: If ( ze  zb ) is P and ( ze  zb ) is Z then Cdk is M R9: If ( ze  zb ) is P and ( ze  zb ) is P then Cdk is S Bảng 2.3 Bảng luật điều khiển Fuzzy STT ( ze  zb ) ( ze  zb ) Cdk STT ( ze  zb ) ( ze  zb ) Cdk N N S Z P M N Z M P N L N P L P Z M Z N M P P S Z Z M Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 49 2.7 Kết luận chương Kết chương xây dựng mơ hình dao động tồn xe với hai nguồn kích thích kết hợp mặt đường Trên sở lý thuyết điều khiển mờ xây dựng điều khiển mờ để điểu khiên hệ số cản thủy lực đệm cách dao động động đốt Luận văn phân tích điều khiển Fuzzy Logic để điều khiển Từ áp dụng lý thuyết điều khiển Fuzzy Logic mờ điều khiển bán chủ động đệm động Kết làm rõ hiệu phương pháp điều khiển chương Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 50 CHƯƠNG 3: MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN BÁN CHỦ ĐỘNG Mục đích chương tiến hành mơ với hệ thống đệm cách dao động bị động bán chủ động với chế độ tải khác động tơ Từ phân tích hiệu hệ thống đệm cách động bán chủ động so với hệ thống đệm bị động điều kiện khác 3.1 Mô 3.1.1 Số liệu mô Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ tác giả khơng có điều kiện thí nghiệm để xác định thông số mô mà tác giả sử dụng thông số xe ô tô du lịch chỗ ngồi tài liệu tham khảo[24, 25] làm số liệu phục vụ cho mô Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật xe [24, 25] TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Khối lượng treo M 1300 kg Khối lượng không treo trước trái m1t 40 kg Khối lượng không treo trước phải m1p 40 kg Khối lượng không treo sau trái m2t 35 kg Khối lượng không treo sau phải m2p 35 kg Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước a m Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau b 1.59 m Vết bánh xe cầu trước Bt 1.6 m Vết bánh xe cầu sau Bs 1.6 m 10 Độ cứng HTT trước trái C1t 178000 N/m Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 51 TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị 11 Độ cứng HTT trước phải K1r 178000 N/m 12 Độ cứng HTT sau trái K2l 178000 N/m 13 Độ cứng HTT sau phải K2r 178000 N/m 14 Độ cứng lốp xe trước trái K T1l 200000 N/m 15 Độ cứng lốp xe trước phải KT1r 200000 N/m 16 Độ cứng lốp xe sau trái KT2l 200000 N/m 17 Độ cứng lốp xe sau phải KT2r 200000 N/m 18 Hệ số cản giảm chấn trước trái C1l 3530 N.s/m 19 Hệ số cản giảm chấn trước phải C1r 3530 N.s/m 20 Hệ số cản giảm chấn sau trái C2l 3530 N.s/m 21 Hệ số cản giảm chấn sau phải C2r 3530 N.s/m 22 Hệ số cản lốp xe trước trái CT1l N.s/m 23 Hệ số cản lốp xe trước phải CT1r N.s/m 24 Hệ số cản lốp xe sau trái CT2l N.s/m 25 Hệ số cản lốp xe sau phải CT2r N.s/m 26 Mơ men qn tính với trục X Jx 800 N.m2 27 Mơ men qn tính với trục Y Jy 2100 N.m2 Jxe 8.9 M.m2 V 20 m/s 28 30 Mơ men qn tính động với trục Xđc Vận tốc khảo sát Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 52 TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị 31 Tọa độ lực F1 theo phương X x1 0.85 m 32 Tọa độ lực F1 theo phương Y y1 -0.74 m 33 Tọa độ lực F2 theo phương X x2 -0.65 m 34 Tọa độ lực F2 theo phương Y y2 -0.5 m 35 Tọa độ lực F3 theo phương X x3 0.7 m 36 Tọa độ lực F3 theo phương Y y3 0.68 m 37 Tọa độ lực F4 theo phương X x4 0.6 m 38 Tọa độ lực F4 theo phương Y y4 0.62 m 39 Khối lượng động me 220 kg 40 Độ cứng phần tử treo động C1 4156 N/m 41 Độ cứng phần tử treo động C2 4156 N/m 42 Độ cứng phần tử treo động C3 4156 N/m 43 Hệ số cản phần tử treo động K1 3000 N.s/m 44 Hệ số cản phần tử treo động K2 3000 N.s/m 45 Hệ số cản phần tử treo động K3 3000 N.s/m 46 Tọa độ theo phương Xe lực F1 x1e 0.45 m 47 Tọa độ theo phương Ye lực F1 y1e -0.28 m 48 Tọa độ theo phương Xe lực F2 x2e -0.45 m 49 Tọa độ theo phương Ye lực F2 y2e -0.28 m Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 53 TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị 50 Tọa độ theo phương Xe lực F3 x3e m 51 Tọa độ theo phương Ye lực F3 y3e 0.52 m 52 Tọa độ theo phương Xe lực F4 X4e -0.3 m 53 Tọa độ theo phương Ye lực F4 Y4e 0.5 m 54 Cơng suất động Ne 130.56 HP 55 Số vòng quay lớn ne 5700 v/ph 56 Số xi lanh i Chiếc 57 Số kỳ  Kỳ 58 Hành trình piston S 92.8 mm 59 Đường kính xi lanh D 82.5 mm 60 Tỷ số nén  10.3 61 Chiều dài truyền ltt 144 mm 62 Khối lượng piston truyền mc 0.82 kg 63 Bán kính quay trục khuỷu 64 Mô men cực đại số vòng quay 65 Thơng số kết cấu r 0.06 Memax/nema 195/330 x  0.33 m Nm/vg 3.1.2 Khối mô tổng thể Mơ hình tổng thể mơ sử dụng Matlab/Simulink để giải phương trình vi phân miêu tả phần chương Hình 3.1 gồm khối mặt đường, khơng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 54 treo, khối lượng treo, khối động khối điều khiển Fuzzy Logic theo luật điều khiển dã trình bày phần Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 55 Hình 3.1 Sơ đồ mơ tổng thể Matlab/simulink 3.2 Mô chế độ theo tốc độ động Mô tiến hành điều kiện hoạt động khác động xe với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động trình bày a Trường hợp 1: Khi vận tốc ô tô V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an tồn), tốc độ động chế độ không tải ne=760(v/p) Các gia tốc theo miền thời gian vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động vận tốc ô tô V=0 tốc độ động chế độ không tải ne=760(v/p) thể hình 3.2 Từ kết hình 3.2 thấy biên độ gia tốc giảm dẫn bắt đầu t=3s sau giữ dao động cân xung quanh vị trí cân chúng Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 56 0.3 wz Gia toc a (m/s2) 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (a) Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe 0.1 w Gia toc goc a (rad/s) 0.2 -0.1 -0.2 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe 0.2 0.1 w Gia toc goc a (rad/s) 0.3 -0.1 -0.2 10 15 Thoi gian(s) 20 25 c Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.2 Các gia tốc theo miền thời gian (V=0 km/h ne=760 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 57 b Trường hơp 2: Khi vận tốc tơ V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an toàn), tăng tốc độ động chế độ tải lên ne=1800(v/p) Các gia tốc theo miền thời gian vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động vận tốc ô tô V=0 tăng tốc độ động chế độ lên ne=1800(v/p) thể hình 3.3 Từ kết hình 3.3 thấy biên độ gia tốc giảm dẫn bắt đầu t=3s sau giữ dao động cân xung quanh vị trí cân chúng thấp trường hơp 0.4 wz Gia toc a (m/s2) 0.2 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (a).Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe 0.2 0.1 w Gia toc goc a (rad/s) 0.3 -0.1 -0.2 -0.3 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 58 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 c Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.3 Các gia tốc theo miền thời gian(V=0 km/h ne=1800 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động c Trường hơp 3: Khi vận tốc ô tô V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an tồn), tăng tốc độ động chế độ tải lên chế độ trung bình ne=3600(v/p) Các gia tốc theo miền thời gian vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động vận tốc ô tô V=0 km/h tăng tốc độ động chế độ tải lên chế độ trung bình ne=3600(v/p) thể hình 3.4 Từ kết hình 3.4 thấy biên độ gia tốc giảm dẫn bắt đầu t=3s sau giữ dao động cân xung quanh vị trí cân chúng thấp trường hơp Biện độ dao động vị trí cân dao động chế độ cao trường hợp wz Gia toc a (m/s2) 0.4 0.2 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN 20 25 http://lrc.tnu.edu.vn 59 (a) Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (c) Gia tốc góc lắc ngang bình phương trung vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.4 Các gia tốc theo miền thời gian(V=0 km/h ne=3600 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động d Trường hợp 4: Khi vận tốc tơ V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an toàn), tăng tốc độ động chế độ tải lên chế độ cao ne=5400(v/p) Các gia tốc theo miền thời gian vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động vận tốc ô tô V=0 km/h tăng tốc độ động chế độ tải lên chế độ cao ne=5400(v/p) thể hình 3.5 Từ kết Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 60 hình 3.5 thấy biên độ gia tốc giảm dẫn bắt đầu t=3s sau giữ dao động cân xung quanh vị trí cân chúng thấp trường hơp Biện độ dao động vị trí cân dao động chế độ cao trường hợp 0.2 wz Gia toc a (m/s2) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (a) Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 61 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (c) Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.5 Các gia tốc theo miền thời gian(V=0 km/h ne=5400 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động e Trường hợp 5: Khi xe di chuyển điều kiện mặt đường ISO cấp B với V=72km/h tốc độ động ne=1800(v/p) Các gia tốc theo miền thời gian vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động xe di chuyển điều kiện mặt đường ISO cấp B với V=72km/h tốc độ động ne=1800(v/p) thể hình 3.6 Từ kết hình 3.5 thấy biên độ gia tốc không tượng giảm dao động vị trí cân Điều chứng ta mấp mô mặt đường ảnh hưởng lớn đến dao động chất lượng êm dịu ô tô wz Gia toc a (m/s2) 0.5 -0.5 -1 10 15 20 Thoi gian(s) 25 30 (a) Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 62 1.5 0.5 w Gia toc goc a (rad/s) -0.5 -1 -1.5 10 15 Thoi gian(s) 20 25 30 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe w Gia toc goc a (rad/s) 1.5 0.5 -0.5 -1 -1.5 10 15 Thoi gian(s) 20 25 30 c Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.6 Các gia tốc theo miền thời gian(V=72 km/h ne=5400 v/p) vị trí trọng tâm thân xe với đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Để nâng cao độ êm dịu chuyển động ô tô giảm ồn ô tô, luận văn tác giả tiến hành điều khiển hệ số cản thủy lực hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực động phần 3.3 Phân tích đánh giá hiệu đệm cách dao động bán chủ động a Trường hợp 1: Khi vận tốc ô tô V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an tồn), tốc độ động chế độ không tải ne=760(v/p) Từ kết mô xác định gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 63 xe theo công thức tiêu chuẩn quốc tế ISO 2631-1 (1997)[12] trình bày chương 1, Bảng 3.2 thể giá trị so sánh hệ thống đệm cách dao động bán chủ động với điều khiển Fuzzy logic so với hệ thống đệm cách dao động bị động Bảng 3.2 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp Thông số abwz / (m / s ) abw / (rad / s ) abw / (rad / s ) Đệm bị động 0.0382 0.0208 0.0371 Đệm bán chủ động 0.0359 0.0203 0.0350 Giảm % 6.4% 2.5% 6.0% Từ kết Bảng 3-2 thấy giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 6.4%, 2.5% 6.0% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động nâng cao đáng kể chất lượng êm dịu ô tô Kết so sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp thể đồ thị hình 3.6 0.3 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.1 wz Gia toc a (m/s2) 0.2 -0.1 -0.2 -0.3 10 15 20 25 Thoi gian (a).Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 64 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.1 w Gia toc goc a (rad/s) 0.2 -0.1 -0.2 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 0.1 w Gia toc goc a (rad/s) 0.3 -0.1 -0.2 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (c) Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.6 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp b Trường hơp 2: Khi vận tốc ô tô V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an tồn), tăng tốc độ động chế độ tải lên ne=1800(v/p) Tương tự trường hợp 1, từ kết mô xác định gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang xe trình bày chương 1, Bảng 3.3 thể giá trị so sánh hệ thống đệm cách dao động bán chủ động với điều khiển Fuzzy logic so với hệ thống đệm cách dao động bị động Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 65 Bảng 3.3 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp Thông số abwzs / (m / s ) abw / (rad / s ) abw / (rad / s ) Đệm bị động 0.0363 0.0273 0.0368 Đệm bán chủ động 0.0352 0.0264 0.0356 Giảm % 3.1% 3.4% 3.4% Từ kết Bảng 3-3 thấy giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 3.1%, 3.4% 3.4% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động trường hợp trường hợp Kết so sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp thể đồ thị hình 3.7 0.4 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.3 wz Gia toc a (m/s2) 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (a).Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 66 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 0.1 w Gia toc goc a (rad/s) 0.3 -0.1 -0.2 -0.3 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (c) Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.7 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp c Trường hơp 3: Khi vận tốc ô tô V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an tồn), tăng tốc độ động chế độ tải lên chế độ trung bình ne=3600(v/p) Tương tự trường hợp trường hợp 2, từ kết mô xác định gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang xe trình bày chương 1, Bảng 3.4 thể giá trị so sánh hệ thống đệm cách dao động bán chủ động với điều khiển Fuzzy logic so với hệ thống đệm cách dao động bị động Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 67 Bảng 3.4 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp Thông số abwz / (m / s ) abw / (rad / s ) abw / (rad / s ) Đệm bị động 0.0396 0.0321 0.0399 Đệm bán chủ động 0.0373 0.0310 0.0377 Giảm % 6.2% 3.5% 5.8% Từ kết Bảng 3-4 thấy giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 6.2%, 3.5% 5.8% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động trường hợp tốt trường hợp Kết so sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp thể đồ thị hình 3.8 wz Gia toc a (m/s2) 0.4 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (a).Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 68 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (c) Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.8 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp d Trường hợp 4: Khi vận tốc tơ V=0 km/h (xe dừng vị trí số chế độ an toàn), tăng tốc độ động chế độ tải lên chế độ cao ne=5400(v/p) Tương tự trường hợp trên, từ kết mô xác định gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang xe trình bày chương 1, Bảng 3.5 thể giá trị so sánh hệ thống đệm cách dao động bán chủ động với điều khiển Fuzzy logic so với hệ thống đệm cách dao động bị động Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 69 Bảng 3.5 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp Thông số abwz / (m / s ) abw / (rad / s ) abw / (rad / s ) Đệm bị động 0.0396 0.0534 0.0543 Đệm bán chủ động 0.0350 0.0498 0.0506 Giảm % 5.4% 7.2% 7.3% Từ kết Bảng 3-5 thấy giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 5.5%, 7.2% 7.3% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động trường hợp tốt trường hợp lắc dọc ngang thân xe Kết so sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp thể đồ thị hình 3.9 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 wz Gia toc a (m/s2) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (a).Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 70 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.2 w Gia toc goc a (rad/s) 0.4 -0.2 -0.4 10 15 Thoi gian(s) 20 25 (c) Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.9 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp e Trường hợp 5: Khi xe di chuyển điều kiện mặt đường ISO cấp B với V=72km/h tốc độ động ne=1800(v/p) Tương tự trường hợp trên, từ kết mô xác định gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang xe trình bày chương 1, Bảng 3.6 thể giá trị so sánh hệ thống đệm cách dao động bán chủ động với điều khiển Fuzzy logic so với hệ thống đệm cách dao động bị động Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 71 Bảng 3.6 Kết so sánh hiệu hệ đệm cách dao động bán chủ động trường hợp Thông số abwz / (m / s ) abw / (rad / s ) abw / (rad / s ) Đệm bị động 0.3543 0.2141 0.3149 Đệm bán chủ động 0.3410 0.0127 0.3022 Giảm % 3.9% 5.6% 4.2% Từ kết Bảng 3-6 thấy giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 3.9%, 5.6% 4.2% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động Hiệu giảm dao động hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động trường hợp chứng tỏ điều xe chuyển động đường dao động động ảnh hưởng lớn đến lắc dọc ngang thân xe Kết so sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp thể đồ thị hình 3.10 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.5 wz Gia toc a (m/s2) -0.5 -1 10 15 Thoi gian(s) 20 25 30 (a).Gia tốc theo phương thẳng đứng vị trí trọng tâm thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 72 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.5 w Gia toc goc a (rad/s) 1.5 -0.5 -1 -1.5 10 15 Thoi gian(s) 20 25 30 (b) Gia tốc góc lắc dọc vị trí trọng tâm thân xe 1.5 Passive Engine Mount Semi-Active Engine Mount 0.5 w Gia toc goc a (rad/s) -0.5 -1 -1.5 10 15 Thoi gian(s) 20 25 30 (c) Gia tốc góc lắc ngang vị trí trọng tâm thân xe Hình 3.10 So sánh hiệu hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động bị động trường hợp 3.4 Kết luận Kết chương mô hệ dao động gồm ảnh hưởng dao động động với hệ thống đệm cách dao động bị động bán chủ động với chế độ tải khác động tơ Phân tích hiệu hệ thống đệm cách động bán chủ động so với hệ thống đệm bị động điều kiện khác theo hướng nâng cao độ êm dịu chuyển động tơ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu, với nỗ lực thân hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh với giúp đỡ thầy ThS Bùi Văn Cường thầy cô Khoa Kỹ thuật Ơ tơ – Máy Động lực, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên với động viên kích lệ bạn bè, đồng nghiệp, em hoàn thành nội dung luận văn thạc sĩ Luận văn đạt số kết sau đây: - Phân tích tính cấp thiết để tài; - Xây dựng mơ hình dao động khơng gian tồn xe với 10 bậc tự có xét ảnh hưởng dao động động động đốt -Phân tích hàm kích thích dao động mấp mơ mặt đường kích thích động đốt trong; - Xây dựng điều khiển Fuzzy Logic để điều khiển hệ số cản giảm chấn thủy lực - Phân tích hiệu hệ thống treo bán chủ động so với hệ thống treo bị động năm điều kiện làm việc cụ thể: + Các giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 6.4%, 2.5% 6.0% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động trường hợp + Các giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 3.1%, 3.4% 3.4% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động trường hợp + Các giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 6.2%, 3.5% 5.8% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động trường hợp Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 74 + Các giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 5.5%, 7.2% 7.3% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động trường hợp + Các giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe thân xe theo phương thẳng đứng, góc lắc dọc lắc ngang với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bán chủ động giảm 3.9%, 5.6% 4.2% so với hệ thống đệm cách dao động cao su thủy lực bị động trường hợp Tuy nhiên luân văn số hạn chế, hy vọng tương lai hoàn thiện theo hướng sau đây: - Phân tích hàm theo tần số để xem xét tượng cộng hưởng kích thích động gây - Phân tích mơ hình tốn tối ưu điều khiển hệ thống - Áp dụng thuật toán tối ưu hay nhiều hàm mục tiêu để tối ưu thông số hệ thống đệm cách dao động bị động - Thí nghiệm thực tế để so sánh với kết mơ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh( 2010), Lý thuyết ô tô, NXBKHKT Hà Nội Đào Mạnh Hùng , Dao động ô tô – máy kéo, Trường ĐH GTVT Hà Nội Vũ Đức Lập (1994), Dao động ô tô, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội Vũ Đức Lập (2001), Ứng dụng máy tính tính tốn xe quân , Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn Tấn Đời, Trương Ngọc Anh, Tạ Văn Phương(2008), Điều khiển thông minh, Trường ĐHSPKT TP Hồ Chí Minh Nguyễn Như Hiển, Lại Khắc Lãi(2007), Hệ mờ Nơron kỹ thuật điều khiển, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội Nguyễn Khắc Tuân (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng mô men xoắn động đến hệ thống truyền lực thủy cơ, Luận án thạc sĩ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội, Hà Nội Khiếu Hữu Hùng (2005), Khảo sát dao động xoắn trục khuỷu động ảnh hưởng đến hệ thống truyền lực ô tô, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường ĐHBK Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Tân Chính (2009), Mô dao động động đốt xem xé ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động ô tô du lịch, Luận án thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên, Thái Nguyên 10 Hoàng Anh Tấn (2015), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố dao động từ động đến độ êm dịu ô tô du lịch, Luận án thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Giao thông Vận tải - Hà Nội, Hà Nội 11 Hoàng Anh Tấn (2019), Nghiên cứu hệ thống đệm cách dao động động đốt ô tô du lịch, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp trường, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên, Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 76 Tiếng Anh 12 Nguyen Khac Tuan, Le Van Quynh(2012) Modeling and Simulation of Vehicle Vertical Vibration from Powertrain and Road Excitations Sustainability(ISTS 2012), Bangkok, Thailand 13 Le Van Quynh, Hoang Anh Tan, Nguyen Khac Minh(2015) Influence of the Engine Mounting System on the Automotive Ride Comfort TNU Journal of Science and Technology Vol.139(9), pp.25-30 14 ISO 2631-1 (1997) Mechanical vibration and shock-Evanluation of human exposure to whole-body vibration, Part I: General requirements, The International Organization for Standardization 15 ISO 8068(1995) Mechanical vibration-Road surface profiles - reporting of measured data 16 M.Mitschke: Einfluss der Strassenunebenheit auf Fahrzeugschwingung, IFfBericht, TU Braunschwieg, 1986 17 Mitschke, M: Dynamik der Kraftfahrzeuge, B: Fahrzeugschwingung, Springer, 1992, Berlin 18 P.E Geck, R.D Patton (1984), Front wheel drive engine mount optimization SAE paper 840736 19 D.A Swanson (1993) Active engine mounts for vehicles SAE Paper 932432 20 T Ushijima, K Takano, H Kojima(1988) High performance hydraulic mount for improving vehicle noise and vibration SAE Paper 880073 21 Truong, T Q., & Ahn, K K (2010) A new type of semi-active hydraulic engine mount using controllable area of inertia track Journal of Sound and Vibration, 329(3), 247–260 22 Christopherson, J., Mahinfalah, M., & Jazar, R N (2012) Suspended Decoupler: A New Design of Hydraulic Engine Mount Advances in Acoustics and Vibration, 2012, 1–11 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 77 23 Elahinia, M., Ciocanel, C., Nguyen, T M., & Wang, S (2013) MR- and ERBased Semiactive Engine Mounts: A Review Smart Materials Research, 2013, 1– 24 Li, R., Chen, W.-M., & Liao, C.-R (2009) Hierarchical fuzzy control for engine isolation via magnetorheological fluid mounts Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 224(2), 175–187 25 G Bonin, G Cantisani, G Loprencipe, M Sbroll (2007) Ride quality evaluation: dof vehicle model calibration 4th International SIIV Congress- Palermo, Italy Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 78 Phục lục TÍNH GIA TỐC BÌNH PHƯƠNG TRUNG BÌNH A1=simout(:,2); %Gia toc goc phi [n1,m1]=size(A1); total1=0; for i=1:n1 total1=A1(i)^2+total1; end a1=total1/n1; aw1=sqrt(a1) A2=simout1(:,2); %Gia toc thang dung [n2,m2]=size(A2); total2=0; for i=1:n2 total2=A2(i)^2+total2; end a2=total2/n2; aw2=sqrt(a2) A3=simout2(:,2); %Gia toc goc theta [n3,m3]=size(A3); total3=0; for i=1:n3 total3=A3(i)^2+total3; end a3=total3/n3; aw3=sqrt(a3) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 79 Phục lục MẬT ĐỘ PHỔ HÀ MẤP MÔ MẶT ĐƯỜNG NGẪU NHIÊN %mat duong loai A alphaA=0.132; roA=0.0015; wA=alphaA*v; NPA=2*alphaA*v*roA^2; %mat duong loai B alphaB=0.1303; roB=0.0032; wB=alphaB*v; NPB=2*alphaB*v*roB^2; %mat duong loai C alphaC=0.12; roC=0.006; wC=alphaC*v; NPC=2*alphaC*v*roC^2; %mat duong loai D alphaD=0.1007; roD=0.0115; wD=alphaD*v; NPD=2*alphaD*v*roD^2; Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 80 Phục lục CÁC KHỐI TRONG SIMULINK + Khối lực động + Khối lực đệm động Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 81 + Khối thân xe Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 82 + Khối lực hệ hệ thống treo Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 83 + Khối lực khối lượng khơng treo Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 84 + Khối lực lốp xe Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ... CÔNG NGHIỆP ĐINH CÔNG HÀO NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE DU LỊCH Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 8520116 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KHOA CHUYÊN... tác: Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Phú Thọ Tên đề tài luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động cho động đốt xe du lịch Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 8520116... dao động động đốt nói riêng dao động tơ tơ nói chung cho thấy nghiên cứu đa số tập trung vào việc nghiên cứu điều khiển bán tích cựu chủ động cho hệ thống đệm cách dao động Tuy nhiên, nghiên cứu