Đang tải... (xem toàn văn)
4WS dieu khien on dinh quy dao chuyen dong .An toàn trong khi sử dụng ô tô là một yêu cầu cấp thiết hiện nay của giao thông tại Việt Nam cũng như các nước trên thế giới. Trong giao thông đường bộ mặt đường bị giới hạn, sự chuyển động của ô tô không thể cho phép là những mặt đường vô tận. Mặt khác, ô tô chuyển động trong môi trường giao thông với sự chuyển động của các đối tượng tham gia giao thông khác. Nếu ô tô mất ổn định điều khiển sẽ dẫn tới mất an toàn giao thông. Sự chuyển động của ô tô trên đường đòi hỏi phải thực hiện theo quỹ đạo phức tạp, người lái luôn luôn điều chỉnh góc quay vành tay lái. Khi nâng cao tốc độ chuyển động cần thiết phải đảm bảo mối tương quan chặt chẽ giữa quỹ đạo chuyển động và góc quay vành lái, trong nhiều trường hợp sự sai lầm nhỏ trong điều khiển sẽ dẫn tới mất quỹ đạo chuyển động và gây mất an toàn giao thông. Ví dụ như khi đi trên đường vòng ở tốc độ cao, gặp chướng ngại vật, phanh xe quá ngặt, dẫn đến các bánh xe bị bó cứng làm khả năng tiếp nhận lực ngang của bánh xe giảm, làm bánh xe bị trượt ngang, làm mất khả năng điều khiển dẫn đến lật đổ.
1 MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 An toàn chủ động, bị động tai nạn giao thông 1.2 Các hệ thống ổn định hướng chuyển động ôtô 1.2.1 Hệ thống lái chủ động .8 1.2.1.1 Giới thiệu hệ thống lái chủ động 1.2.1.2 Hoạt động hỗ trợ lái kiểm soát ổn định 10 1.2.2 Hệ thống cân điện tử ESC 14 1.2.2.1 Lịch sử hình thành phát triển 14 1.2.2.2 Cơ sở hình thành 15 1.2.2.3 Kiểm soát ổn định chuyển động ô tô .17 1.2.2.4 Nguyên tắc hoạt động ESC với trạng thái quay vòng 18 1.2.3 Hệ thống lái bốn bánh dẫn động 4WD : 19 1.2.3.1 Sự khác 4WD gián đoạn 4WD thường xuyên: 19 1.2.3.2 Ưu điểm 4WD: .19 1.2.3.2.1 Tính thơng qua tuyệt vời đường tuyết: 20 1.2.3.2.2 Tính thơng qua tuyệt vời đường xóc: .20 1.2.3.2.3 Tính leo dốc tuyệt vời: 20 1.2.3.2.4 Tính ổn định quay vòng tuyệt hảo: 20 1.2.3.2.5 Tính khởi hành tăng tốc tuyệt hảo: 20 1.2.3.2.6 Tính ổn định chuyển động thẳng tuyệt hảo: 20 1.3 Các nghiên cứu liên quan đến hệ thống lái tích cực: .20 1.4 Kết luận chương : 30 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ VỚI 4WAS 32 2.1 Hệ thống lái ô tô : 32 2.1.1 Hệ thống lái kiểu khí (khơng có trợ lực): .32 2.1.2 Hệ thống lái có trợ lực: 33 2.1.3 Hệ thống lái có trợ lực thủy lực (Hydraulic power assisted steering – HPAS): 33 2.2 Hệ thống lái 4WAS: .35 2.2.1 Giới thiệu 35 2.2.2 Lịch sử .36 2.2.3 Hoạt động hệ thống lái bốn bánh chủ động 36 2.2.4 Những áp dụng thời gian gần 40 2.2.5 Những ô tô sản xuất với hệ thống lái bốn bánh chủ động:.41 2.3 Xây dựng mơ hình động lực học quỹ đạo chuyển động ô tô với hệ thống lái 4WAS 42 2.3.1 Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình 42 2.3.1.1 Nguyên lý Dalambe 42 2.3.1.2 Phương trình Lagrange loại .42 2.3.2 Các mơ hình nghiên cứu quỹ đạo chuyển động tơ 43 2.3.2.1 Mơ hình chuyển động tổng quát ô tô 43 2.3.2.2 Mơ hình hai vết mặt phẳng .46 2.3.2.3 Mơ hình vết 47 2.3.2.4 Mơ hình bánh 48 2.3.2.5 Mơ hình hệ thống lái 50 2.3.3 Xây dựng mơ hình động lực học tơ quay vòng 51 2.3.3.1 Giả thiết xây dựng mơ hình 51 2.3.3.2 Xây dựng mơ hình động lực học quay vòng tơ vết 53 2.3.3.3 Mơ hình lực tương tác bánh xe với mặt đường 56 2.3.4 Phân tích tính ổn định chuyển động quỹ đạo quay vòng 61 2.3.5 Mô quỹ đạo chuyển động ô tô với hệ thống lái 4WAS 64 2.3.5.1 Trường hợp quay vòng với bánh xe dẫn hướng khơng đổi 64 2.3.5.2 Trường hợp chuyển động thẳng có gió ngang 65 2.3.5.3 Trường hợp xe chuyển .66 2.4 Kết luận chương 67 CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG Ô TÔ VỚI HỆ THỐNG LÁI 4WAS 68 3.1 Cơ sở lý thuyết điều khiển PID .68 3.1.1 Lịch sử hình thành .68 3.1.2 Lý thuyết PID 69 3.2 Thiết kế điều khiển PID 69 3.3 Mô khảo sát ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô dùng điều khiển PID 71 3.3.1 Trường hợp tơ quay vòng với góc quay bánh xe dẫn hướng không đổi .71 3.3.2 Trường hợp chuyển động thẳng có tác động gió ngang : 72 3.3.3 Trường hợp xe chuyển 74 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO .77 DANH MỤC HÌNH V Hình 1 Cấu tạo hệ thống lái chủ động Hình Sơ đồ chấp hành bánh hành tinh Hình Hệ thống lái chủ động 10 Hình Hệ thống lái tích cực kết nối qua mạng nội .11 Hình Sơ đồ tơ có hệ thống lái tích cực khơng có hệ thống lái chủ động .12 Hình Hoạt động hệ thống lái tích cực điều khiển quay vòng thừa 13 Hình Hoạt động hệ thống lái tích cực điều khiển quay vòng thiếu 14 Hình Sơ đồ tóm tắt hệ thống cân điện tử 16 Hình Sơ đồ mạch thủy lực hệ thống cân điện tử 18 Hình 10 Sơ đồ hệ thống lái tích cực[10] 21 Hình 11 Quan hệ tỷ số truyền vận tốc xe[10] 22 Hình 12 Đường với hệ số ma sát thấp [9] 24 Hình 13 Tiêu chuẩn ISO chuyển kép .25 Hình 14 Sơ đồ điều khiển hệ thống AFS [11] 28 Hình 15 Mối quan hệ tỷ số truyền tốc độ [12] .29 Hình 16 Cấu trúc Fuzzy- PID [12] 29 Y Hình Hệ thống lái khí (khơng có trợ lực) 32 Hình 2 Sơ đồ chung hệ thống lái trợ lực thủy lực 34 Hình Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực loại bánh – 34 Hình Nguyên lý hoạt động trợ lực thủy lực 35 Hình Thí nghiệm chuyển tốc độ thấp (10 km / h đến 40 km / h) 37 Hình Thí nghiệm quay vòng tốc độ trung bình (40 km / h đến 80 km / h) 37 Hình Thí nghiệm chuyển tốc độ cao (trên 80 km / h) .38 Hình So sánh hệ thống 4WAS với hệ thống 2WS 38 Hình Ví dụ đánh lái tốc độ cao 39 Hình 10 Sự thay đổi tỉ số truyền hệ thống 4WAS trình hoạt động .39 Hình 11 Mơ hình chuyển động tổng qt ô tô 44 Hình 12 Chuyển hệ trục tọa độ mô quỹ đạo chuyển động ô tô 45 Hình 13 Mơ hình hai vết mặt phẳng đường 46 Hình 14 Mơ hình vết mặt phẳng đường 48 Hình 15 Mơ hình quỹ đạo chuyển động bánh xe (mơ hình 1/4) có kể đến ảnh hưởng mấp mô mặt đường 49 Hình 16 Mơ hình thí nghiệm đặc tính bám dọc, ngang lốp .49 Hình 17 Mơ hình động lực học hệ thống lái .50 Hình 18 Mơ hình quỹ đạo chuyển động tơ với hệ thống lái 51 Hình 19 Mơ hình động lực học bánh xe chủ động 54 Hình 20 Mơ hình động lực học bánh xe chủ động 56 Hình 21 Sự lăn lệch bên bánh xe .57 Hình 22 Sự phụ thuộc lực bám dọc, ngang vào hệ số trượt dọc góc lăn lệch 58 Hình 23 Mơ hình lốp Pacejka 59 Hình 24 Đặc tính bám ngang số loại đường khác 60 Hình 25 Sự phụ thuộc độ cứng ngang CF giá trị lực ngang cực đại Fy , peak vào tải trọn số loại lốp 61 Hình 26 Mơ hình vết hệ thống lái 4WAS 62 Hình 27 Góc đánh lái 64 Hình 28 Qũy đạo chuyển động tơ quay vòng 65 Hình 29 Lực gió ngang tác động lên ôt ô 65 Hình 30 Qũy đạo chuyển động tơ chịu lực gió ngang 66 Hình 31 Góc đánh lái 67 Hình 32 Qũy đạo chuyển động ô tô chuyển 67 Hình Lý thuyết PID phát triển việc quan sát hành vi người lái tàu thủy .68 Hình Sơ đồ khối điều khiển PID 69 Hình 3 Quay vòng điều kiện lý tưởng .70 Hình Mô điều khiển Matlab Simulink 71 Hình Góc đánh lái (a); Góc bù bánh xe sau (b) .71 Hình Qũy đạo chuyển động tơ quay vòng .72 Hình Lực gió ngang (a) ; Góc bù bánh xe sau (b) 73 Hình Qũy đạo chuyển động tơ có tác động gió ngang 73 Hình Góc đánh lái (a); Góc bù bánh xe sau (b) .74 Hình 10 Qũy đạo chuyển động ô tô chuyển 75 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 An toàn chủ động, bị động tai nạn giao thơng An tồn sử dụng ô tô yêu cầu cấp thiết giao thông Việt Nam nước giới Trong giao thông đường mặt đường bị giới hạn, chuyển động ô tô cho phép mặt đường vô tận Mặt khác, ô tô chuyển động môi trường giao thông với chuyển động đối tượng tham gia giao thông khác Nếu ô tô ổn định điều khiển dẫn tới an tồn giao thơng Sự chuyển động tơ đường đòi hỏi phải thực theo quỹ đạo phức tạp, người lái ln ln điều chỉnh góc quay vành tay lái Khi nâng cao tốc độ chuyển động cần thiết phải đảm bảo mối tương quan chặt chẽ quỹ đạo chuyển động góc quay vành lái, nhiều trường hợp sai lầm nhỏ điều khiển dẫn tới quỹ đạo chuyển động gây an tồn giao thơng Ví dụ đường vòng tốc độ cao, gặp chướng ngại vật, phanh xe ngặt, dẫn đến bánh xe bị bó cứng làm khả tiếp nhận lực ngang bánh xe giảm, làm bánh xe bị trượt ngang, làm khả điều khiển dẫn đến lật đổ Tai nạn tơ nhiều ngun nhân, mơ hình “Ơ tơ - mơi trường - người lái” nhóm ngun nhân: tô; mô trường người lái + Đối với người lái như: trình độ kỹ thuật thấp; kinh nghiệm; trạng thái lái xe (mệt mỏi, buồn ngủ, tập trung, chủ quan, …) + Đối với môi trường như: chất lượng đường; thiếu hệ thống thông tin cảnh báo; che khuất tầm nhìn; địa hình, địa chất, mưa, gió, đường trơn trượt; … + Đối với tơ như: tình trạng kỹ thuật khơng tốt, đặc biệt hệ thống lái, hệ thống phanh; thông số khai thác không hợp lý chở tải, áp suất lốp không tiêu chuẩn, … Để hạn chế tai nạn giao thông, yếu tố kiểm soát quy định pháp luật như: luật giao thông đường bộ; tiêu chuẩn thiết kế đường; tiêu chuẩn thiết kế ô tô tiêu chuẩn kiểm định chất lượng phương tiện lưu hành ô tô xuất xưởng Sự liên quan quỹ đạo chuyển động tới an toàn chuyển động nguyên nhân nằm nhóm nguyên nhân phương tiện gây Do kết cấu tơ, đặc biệt hệ thống điều khiển chuyển động ô tô cần hoàn thiện để giảm thiểu nguyên nhân tai nạn yếu tố kỹ thuật phương tiện gây Việc khảo sát yếu tố liên quan đến kỹ thuật phương tiện đến ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô cần thiết Việc khảo sát giúp đánh giá ảnh hưởng yếu tố kỹ thuật phương tiện đến ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô, cân nhắc, xem xét đưa hệ thống tự động điều chỉnh, điều khiển tự động để nâng cao tính ổn định điều khiển hướng ơtơ 1.2 Các hệ thống ổn định hướng chuyển động ôtô 1.2.1 Hệ thống lái chủ động 1.2.1.1 Giới thiệu hệ thống lái chủ động Hệ thống lái tích cực có tên tiếng anh Active steering system hay Active front steering (AFS) hệ thống lái đại kiểm soát bánh xe trước cách xác theo yêu cầu người lái Nó hãng xe BMW tiếng nghiên cứu, thiết kế lắp đặt dòng xe hãng Với hệ thống BMW tạo cách mạng cải tiến hệ thống lái điều khiển kết hợp khí truyền thống điều khiển điện tử làm cho hệ thống lái hoạt động linh hoạt an tồn (Hình 1.1) Hình 1 Cấu tạo hệ thống lái chủ động – Cơ cấu lái; – Cụm van xoay; – Động kỹ thuật số; – Bộ chấp hành cụm bánh hành tinh; – Bộ điều khiển AFS; – Cảm biến góc quay mơ tơ; – Khóa điện tử; – Cảm biến góc quay bánh răng; – Bơm trợ lực; 10 – Bình dầu lọc; 11 - Ống dẫn dầu; 12 – Đường kết nối hệ thống Trong cấu trúc có cụm bánh hành tinh với hai thơng số đầu vào (Hình 1.2): Góc đánh lái góc thay đổi mơ tơ điều khiển, đầu góc quay dẫn động đến bánh xe dẫn hướng Ta thấy rằng, hệ thống giữ nguyên trợ lực thủy lực hệ thống lái thơng thường, mơ tơ có tác dụng điều chỉnh góc điều khiển mà khơng đóng vai trò mơ tơ trợ lực Bánh hành tinh Bánh vít dẫn Trục vít Bánh hành tinh Trục sơ cấp Bánh bót lái Hình Sơ đồ chấp hành bánh hành tinh Bộ điều khiển hệ thống lái tích cực kết nối với điều khiển cân điệnvít, tửbánh ESCvít(Electronic Stability Control) Hệ thống kích hoạt hệ Trục thống lái khơng làm chủ tình Đối với hệ thống thơng Bánhlái bót láithường tỷ số truyền hệ thống lái giá trị cố định Thông thường tỷ số truyền thiết kế cho trạng thái làm việc trung bình xe Trong hệ thống lái tích cực tỷ số truyền hệ thống lái thay đổi theo dãy lý thuyết phù hợp với trạng thái chuyển động 10 ô tô nhờ điều khiển mơ tơ điều khiển Ngồi mơ tơ điều khiển có mơ tơ tạo áp lực gây cảm giác lên vành tay lái trường hợp chuyển động giữ cho xe chuyển động ổn định tác dụng tác động từ mặt đường 1.2.1.2 Hoạt động hỗ trợ lái kiểm sốt ổn định Hình Hệ thống lái chủ động FZR – Bộ điều khiển mờ; AFS – Hệ thống lái chủ động; ESC – Hệ thống cân điện tử; EML1 – Bộ điều khiển tín hiệu đầu điện tử hệ thống lái chủ động; DME1 – Bộ điều khiển điện tử động kỹ thuật số hệ thống lái chủ động; EML2 – Bộ điều khiển tín hiệu đầu điện tử hệ thống cân điện tử; DME2 – Bộ điều khiển điện tử động kỹ thuật số hệ thống cân điện tử; Bộ điều khiển hệ thống lái thu nhận tín hiệu từ cảm biến: Vận tốc di chuyển, vận tốc góc quay thân xe, góc đánh lái, gia tốc góc lệch bên góc quay động kỹ thuật số từ tính tốn xác lập trạng lái điều khiển Giá trị phản hồi đo cảm biến đo vận tốc góc quay thân xe gia tốc ngang Từ máy tính so sánh tín hiệu phản hồi thu tín hiệu điều khiển mong muốn thiết lập máy Nếu chúng có sai khác lớn so với sai khác cho phép ghi nhớ AFS tiến hành tiến hành điều chỉnh lại (Hình 1.3) Kết định cách cho biết xe quay vòng thiếu hay quay vòng thừa Viết dạng ma trận ta có : Điều kiện để phương trình ổn định tất giá trị riêng ma trận : có phần thực âm Mơ men qn tính xấp xỉ theo cơng thức: 2.3.5 Mơ quỹ đạo chuyển động ô tô với hệ thống lái 4WAS 2.3.5.1 Trường hợp quay vòng với bánh xe dẫn hướng không đổi Độ cứng ngang lốp trước Người lái xe đánh lái từ lúc bắt đầu đến giây thứ để đạt góc xoay vơ lăng 30 độ sau giữ ngun vành tay lái Hình 27 Góc đánh lái Hình 28 Qũy đạo chuyển động ô tô quay vòng Thời điểm bắt đầu mơ phỏng, trọng tâm tơ gốc tọa độ, có tác động làm góc đánh lái tăng dần , vận tốc chuyển động ô tô tăng ô tô bắt đầu đổi hướng chuyển động Khi giữ vành tay lái không đổi, tốc độ ô tô tiếp tục tăng dẫn đến bán kính quay vòng có xu hướng giả có xu hướng ổn định 2.3.5.2 Trường hợp chuyển động thẳng có gió ngang Xét tơ chuyển động thẳng có lực gió ngang tác động đột ngột khoảng thời gian Hình thể gió ngang tác động với lực gió ngang có giá trị 200 N giây thứ đến giây thứ 10 q trình mơ : Hình 29 Lực gió ngang tác động lên ơt Trong khoảng thời gian mô từ 5s đến 10s, ô tô chịu tác động gió ngang 200N đặt cách trọng tâm tơ phía trước 0,5m Quỹ đạo chuyển động tơ thể hình Hình 30 Qũy đạo chuyển động ô tô chịu lực gió ngang Trong khoảng thời gian 5s đến 10s , tương ứng với quãng đường dịch chuyển theo phương dọc khoảng 53m đến 120m quỹ đạo chuyển động tơ bị lệch khoảng 3,5m sau ô tô chuyển động theo hình xoắn ốc hệ thống ổn định khơng có tác động ngược lại từ tài xế Để đảm bảo ô tô giữ chuyển động ban đầu, người lái phải có tác động điều chỉnh phương chuyển động tô thông qua hệ thống lái 2.3.5.3 Trường hợp xe chuyển Trong trường hợp vào cua, cua, lái xe đánh lái phía sau trả lại vị trí trung gian sau lại đánh lái phía ngược lại Xem xét vào – cua đối xứng Góc quay bánh xe dấn hướng thể hình Quá trình vào cua – cua trình kép trình vào cua hai hướng khác Trong trường hợp chuyển ta chọn độ cứng lốp trước sau Hình 31 Góc đánh lái Hình 32 Qũy đạo chuyển động ô tô chuyển Khi giảm độ cứng lốp trước tiến hành chuyển hệ thống bị ổn định dẫn tới việc quỹ đạo di chuyển không mong muốn 2.4 Kết luận chương Trong chương này, mơ hình động lực học quỹ đạo chuyển động ô tô q trình đổi hướng chuyển động có xét đến động lực học kéo bánh xe xây dựng Kết mô với thông số ô tô cụ thể cho thấy quỹ đạo ô tô chưa tối ưu hóa Đây sở đảm bảo cho việc thiết kế điều khiển để đảm bảo đến độ ổn định hướng chuyển động ô tơ quay vòng, chuyển tác động gió ngang chương CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG Ô TÔ VỚI HỆ THỐNG LÁI 4WAS 3.1 Cơ sở lý thuyết điều khiển PID 3.1.1 Lịch sử hình thành Các điều khiển PID thiết kế điều tốc xuất từ năm 1890 Các điều khiển PID sau phát triển hệ thống lái tàu (thủy) tự động Một ví dụ sớm điều khiển kiểu PID phát triển Elmer Sperry năm 1911, tác phẩm phân tích lý thuyết điều khiển PID kỹ sư người Mỹ gốc Nga Nicolas Minorsky xuất bản, vào năm Minorsky 1922 Minorsky thiết kế hệ thống lái tàu tự động cho Hải quân Mỹ, dựa phân tích ơng quan sát người lái tàu, ông nhận thấy người lái tàu điều khiển tàu không dựa sai số tại, mà dựa vào sai số khứ tốc độ thay đổi tại; điều sau ơng tốn học hóa Hải qn Mỹ cuối không chấp nhận hệ thống, phản đối từ nhân viên Nghiên cứu tương tự tiến hành xuất nhiều người khác vào thập niên 1930 Những điều khiển khí nén, thủy lực, hoặc khí, hệ thống điện phát triển sau Chiến tranh Thế giới thứ II Hình Lý thuyết PID phát triển việc quan sát hành vi người lái tàu thủy 3.1.2 Lý thuyết PID Hình Sơ đồ khối điều khiển PID Khâu tỉ lệ, tích phân, vi phân cộng lại với để tính toán đầu điều khiển PID Định nghĩa thức cuối giải thuật PID là: đầu điều khiển, biểu thông số điều chỉnh là: Độ lợi tỉ lệ, giá trị lớn đáp ứng nhanh sai số lớn, bù khâu tỉ lệ lớn Một giá trị độ lợi tỉ lệ lớn dấn đến trình ổn định dao động Độ lợi tích phân, giá trị lớn kéo theo sai số ổn định bị khử nhanh Đổi lại độ vọt lố lớn: sai số âm tích phân suốt đáp ứng độ phải triệt tiêu tích phân sai số dương trước tiến tới trạng thái ổn định Độ lợi vi phân, giá trị lớn giảm độ vọt lố, lại làm chậm đáp ứng độ dẫn đến ổn định khuếch đại nhiễu tín hiệu phép vi phân sai số 3.2 Thiết kế điều khiển PID Tác giả thiết kế điều khiển theo điều kiện gia tốc ly tâm theo mơ hình quay vòng điều kiện lý tưởng tơ Hình 3 Quay vòng điều kiện lý tưởng Theo hình ta có bán kính quay vòng : Gia tốc ly tâm : Gia tốc ly tâm thực tế : Với vận tốc góc xoay thân xe Cuối ta thu sai lệch gia tốc ly tâm thực tế theo lý thuyết Chọn thông số Kp=1, Ki=1, Kd=0 cho điều khiển PID Hình Mơ điều khiển Matlab Simulink 3.3 Mô khảo sát ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô dùng điều khiển PID 3.3.1 Trường hợp tơ quay vòng với góc quay bánh xe dẫn hướng không đổi Độ cứng ngang lốp trước Người lái xe đánh lái từ lúc bắt đầu đến giây thứ để đạt góc xoay vơ lăng 30 độ sau giữ nguyên vành tay lái (a) (b) Hình Góc đánh lái (a); Góc bù bánh xe sau (b) Hình Qũy đạo chuyển động tơ quay vòng Without Control PID : Khơng có điều khiển PID; Control PID: Có điều khiển PID; Ideal Conditions: Điều kiện lý tưởng Kết quả: Thời điểm bắt đầu mô phỏng, trọng tâm ô tô gốc tọa độ, quỹ đạo chuyển động tơ thay đổi có tác động từ vành lái Khi có điều khiển PID bán kính quay vòng lớn bánh kính quay vòng khơng có điều khiển, làm tơ ổn định Đồng thời quỹ đạo ô tô có điều khiển PID bám sát đường điều kiện lý tưởng 3.3.2 Trường hợp chuyển động thẳng có tác động gió ngang : Xét tơ chuyển động thẳng có lực gió ngang tác động đột ngột khoảng thời gian Hình thể gió ngang tác động với lực gió ngang có giá trị 200N q trình mơ (a) (b) Hình Lực gió ngang (a) ; Góc bù bánh xe sau (b) Hình Qũy đạo chuyển động tơ có tác động gió ngang Trong khoảng thời gian [s] đến 10 [s], tương ứng với quãng đường dịch chuyển theo phương dọc khoảng 53 [m] đến 100 [m] quỹ đạo chuyển động ô tô bị lệch khoảng 0,35 [m] sau tơ chuyển động thẳng song song với phương ban đầu Để đảm bảo ô tô giữ chuyển động ban đầu, người lái phải có tác động điều chỉnh phương chuyển động ô tô thông qua hệ thống lái Qũy đạo chuyển động ô tô có điều khiển PID tốt điều kiện khơng có điều khiển PID điều kiện lý tưởng tơ giữ hướng chuyển động xe lệch khoảng ngắn 0,35m theo phương ngang Nếu người lái xe muốn chuyển ô tô trùng với vết hướng chuyển động trước có tác động gió ngang cần đánh lái nhẹ 3.3.3 Trường hợp xe chuyển Trong trường hợp chuyển ta chọn độ cứng lốp trước sau (b) (a) Hình Góc đánh lái (a); Góc bù bánh xe sau (b) Hình 10 Qũy đạo chuyển động ô tô chuyển Quãng đường chuyển ô tô khơng có điều khiển PID khoảng 6,45 [m] Nếu tơ chuyển đường có bề rộng khoảng [m] khả chuyển khơng thể có điều khiển PID khoảng 3,3 [m] so với điều kiện lý tưởng 3.5 [m] Do đó, xe chuyển ổn định có điều khiển PID KẾT LUẬN Luận văn xây dựng mơ hình vết mơ quỹ đạo chuyển động ô tô hai trường hợp tơ chuyển động quay vòng tơ chuyển động quay vòng có gia tốc Mơ hình lốp sử dụng luận văn mơ hình phi tuyến Pacejka Trên sở mơ hình tốn học xây dựng, tác giả sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink để mơ động lực học quay vòng ô tô với thông số xe cụ thể Thực việc mô quỹ đạo quay vòng với trường hợp khác sử dụng điều khiển PID không sử dụng điều khiển PID như: quay vòng với góc quay bánh xe dẫn hướng không đổi; mô quỹ đạo chuyển động trường hợp vào cua, trường hợp vào cua – cua; mô quỹ đạo chuyển động ô tơ chuyển động thẳng có gió ngang tác dụng Kết mơ cho thấy tính quy luật phù hợp mơ hình nghiên cứu Các kết khảo sát cho phép đánh giá ảnh hưởng việc sử dụng điều khiển PID không sử dụng điều khiển PID đến tính ổn định quỹ đạo chuyển động tơ quay vòng Kết khảo sát sở cho việc thiết kế, khai thác hợp lý tơ đảm bảo an tồn TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Hữu Cầu, Phạm Hữu Nam (2006), “Thí nghiệm tơ”, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Nguyễn Khắc Trai (1997), “Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô”, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải [3] Lê Thanh Hải (2011), “Thiết lập mô đun tính tốn mơ hình lốp phi tuyến nhằm giải tốn quỹ đạo chuyển động tơ”, Luận văn thạc sỹ, Trường đại học Giao thông Vận tải [4] Lê Đức Hiếu (2007), “Nghiên cứu đặc tính quay vòng xe du lịch”, Luận văn thạc sỹ KHKT, Đại học bách khoa Hà Nội [5] Trần Nhật Linh (2001), “Luận văn thạc sỹ Khảo sát động học động lực hoc quay vòng ơtơ qn sự”, Học viện kỹ thuật quân [6] Nguyễn Phùng Quang (2006), “Matlab & Simulink”, Nhà xuất khoa học kỹ thuât Hà Nội [7] Lê ngọc Trung (2008), “Mô quỹ đạo chuyễn động ô tô bánh xe dẫn hướng”, Luận vă thạc sỹ khoa học ngành khí động lực, Trường ĐHBK Hà Nội [8] Nơng Văn Vìn (2003), “Động lực học chuyển động ô tô máy kéo”, Nhà xuất Đại học nông nghiệp Hà Nội TIẾNG ANH [9] Huh, K., Kim, J.,“Active Steering Control Based on the Estimated Tire Forces, ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and control”, Vol 123, pp 505 – 511, 2001 25 [10] Iman Mousavinejad, Khaknejad,”Nonlinear Reza Controller Kazemi, Design for and Mohsen Active Front Bayani Steering System”,World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical, Industrial Science and Engineering Vol:6 No:1, 2012 42 [11] Noh, T., Kim, J., Choi, J., and Cha, H., "A Control Strategy to Compensate the Reaction Torque of Active Front Steering System," SAE Technical Paper 2007-01-3659, 2007 45 [12] Bjoern Avak, “Modeling and Control of a Superimposed Steering System”, School of Electrical and Computer Engineering Georgia Institute of Technology July 2004 46 [13] Krzysztof Parczewski (2013), “Effect of tyre inflation preassure on the vehicle dynamics during braking manouvre,” vol 2, no 15, pp 134–139 [14] H B Pacejka (2006), “Tyre and Vehicle Dynamics” ButterworthHeinemann [15] E Velenis, P Tsiotras, C Canudas-De-Wit, and M Sorine (2005) “Dynamic tyre friction models for combined longitudinal and lateral vehicle motion,” Veh Syst Dyn., vol 43, no 1, pp 3–29 [16] C Canudas de Wit, H.Olsson, K.J.Astrom, and P.Lischinsky (1995), “A new model for control of systems with friction,” IEEE Trans Autom Control, vol 40, pp 419–424 [17] W Liang, J Medanic, and R Ruhl (2008), “Analytical dynamic tire model,” Veh Syst Dyn., vol 46, no 3, pp 197–227 [18] A Y Ungoren and H Peng (2004), “Evaluation of vehicle dynamic control for rolover prevention,” Int J Automot Technol., vol 5, no 2, pp 115–122 [19] K Matsuno and M Matsuura (2001), “Vehicle dynamic control system,” [20] Zheng, X J., Wu, J J., & Zhou, Y H (2000) “Numerical analyses on dynamic control of five-degree-of-freedom maglev vehicle moving on flexible guideways” Journal of sound and Vibration, 235(1), 43-61 [21] Bond graph (2014), Wikipedia, the free encyclopedia ... piston sơ cấp cảm biến áp suất - Bộ phận thủy lực - Các xi lanh phanh bánh xe Bơm sơ cấp có nhiệm vụ cung cấp dầu có áp suất cao cho piston nạp, giữ áp suất quy định cho piston nạp để piston nạp... mơ men quán tính gia tốc trực tiếp (Study on integrated control of active front steer angle and direct yaw moment)Error: Reference source not found Trong nghiên cứu tác giả đề xuất hệ thống điều... tốc Trong phần mơ hình lý thuyết xe, tác giả sử dụng mơ hình hai vết, điều khiển phi tuyến Năm 2007, tác giả Taebong Noh, Jaesuk Kim, Jungrak Choi and Hangbyong Cha tập đoàn Mando Corporation nghiên