Quỹ đạo chuyển động của ô tô là một hàm phi tuyến phụ thuộc vào nhiều thông số đầu vào, giá trị này được xác định thông qua tọa độ trọng tâm của xe. Nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng và khảo sát mô hình động lực học 2 vết của ô tô khi quay vòng ứng với các vận tốc ổn định, đồng thời ứng dụng phần mềm Carsim để đánh giá kết quả thu được từ mô hình đã xác lập.
BÀI BÁO KHOA HỌC ỨNG DỤNG CARSIM ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VỊNG CỦA Ơ TƠ KHI XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG Nguyễn Tuấn Anh1, Hoàng Thăng Bình2, Trần Thế Trân2, Phạm Hữu Nam1, Lê Trung Dũng3 Tóm tắt: Quỹ đạo chuyển động tơ hàm phi tuyến phụ thuộc vào nhiều thông số đầu vào, giá trị xác định thông qua tọa độ trọng tâm xe Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng khảo sát mô hình động lực học vết tơ quay vòng ứng với vận tốc ổn định, đồng thời ứng dụng phần mềm Carsim để đánh giá kết thu từ mơ hình xác lập Kết cho thấy sai khác quỹ đạo chuyển động mơ hình khảo sát Matlab - Simulink mơ hình khảo sát Carsim khơng lớn, ứng dụng phần mềm Carsim mơ hình thiết lập khảo sát trường hợp phức tạp Từ khóa: Quỹ đạo chuyển động, đánh lái, Carsim QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ* Quỹ đạo chuyển động ô tô thông số quan trọng dùng để đánh giá độ ổn định ô tô đường (đặc biệt quay vòng đánh lái gấp) Nếu không xét đến ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh, quỹ đạo chuyển động ô tô phụ thuộc vào vận tốc, góc đánh lái vàkhả biến dạng đàn hồi lốp xe (Danwei Wang, et al 2001) 3) Trong đó: M: khối lượng tồn xe Iz: Moment quán tính xe quy trục z Gọi góc hướng thân xe, theo (Võ Văn Hường, et al 2014) (4) (1) Giả thiết quỹ đạo chuyển động tơ quỹ đạo chuyển động trọng tâm xe Do đó, muốn xác định quỹ đạo tơ cần xác định vị trí trọng tâm xe thời điểm khảo sát Nghiên cứu tập trung xây dựng mô hình động lực học mơ tả chuyển động tô tiến hành khảo sát quỹ đạo ô tơ kết hợp với q trình kiểm nghiệm phần mềm Carsim MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ơ TƠ KHI QUAY VỊNG Giả thiết xe chuyển động ổn định với vận tốc khơng đổi, góc đánh lái nhỏ, theo (Nguyễn Tuấn Anh, 2019) phương trình mơ tả chuyển động ô tôtrong hệ tọa độ cục có dạng: (2) Đại học Kinh Doanh Cơng Nghệ Hà Nội Đại học Bách Khoa Hà Nội Học viện Kỹ thuật Qn Hình Mơ hình động lực học tơ quay vịng Từ Hình 2có thể nhận thấy góc hướng bánh xe chênh lệch góc đánh lái góc trượt bên KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (10/2019) - HỘI NGHỊ KHCN LẦN THỨ XII - CLB CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC 99 (5) Cho quy luật đánh lái Hình 3, xe chuyển động ổn định vận tốc v1 = 60 km/h, v2 = 90 km/h, v3 = 120 km/h Quỹ đạo chuyển động xe mơ tả thơng qua đồ thị Hình (khảo sát Matlab – Simulink) đồ thị Hình (khảo sát Carsim) Hình Góc lệch bên bánh xe Nếu coi bánh xe biến dạng miền tuyến tính, lực ngang tính đơn giản sau: (6) Khi xác định góc hướng thân xe góc xoay thân xe , tọa độ trọng tâm xe hệ tọa độ cố định (mặt đường) hàm phụ thuộc vào hai giá trị (Nguyễn Khắc Trai, 1997) (7) (8) Quỹ đạo chuyển động ô tô xác định dựa mơ hình thiết lập thơng qua phần mềm chuyên dụng Matlab – Simulink Carsim KHẢO SÁT QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE 3.1 Khảo sát trường hợp đánh lái ổn định Hình Sự phụ thuộc quỹ đạo vào vận tốc chuyển động (Matlab – Simulink) Từ đồ thị Hình Hình nhận thấy độ lớn quỹ đạo chuyển động bán kính quay vịng xe vận tốc khác khác Cùng giá trị góc đánh lái , vận tốc lớn đồng nghĩa bán kính quay vịng lớn Hình Sự phụ thuộc quỹ đạo vào vận tốc chuyển động (Carsim) Hình Quy luật đánh lái ổn định 100 3.2 Khảo sát trường hợp đánh lái kiểu fish hook KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (10/2019) - HỘI NGHỊ KHCN LẦN THỨ XII - CLB CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Với quy luật đánh lái kiểu fish hook trên, đồ thị mô tả quỹ đạo chuyển động ô tô vận tốc tương ứng thể thông qua Hình Hình Nhìn chung, biên dạng quỹ đạo chuyển động ứng với trình khảo sát phần mềm có dạng tương đương Sự chênh lệch giá trị vận tốc khác hai kết khơng lớn Hình Quy luật đánh lái kiểu fish hook Hình Sự phụ thuộc quỹ đạo vào vận tốc chuyển động (Matlab – Simulink) Hình Sự phụ thuộc quỹ đạo vào vận tốc chuyển động (Carsim) KẾT LUẬN Nghiên cứu xây dựng mơ hình động lực học tơ quay vịng, kết khảo sát cho thấy biên dạng quỹ đạo chuyển động phụ thuộc nhiều vào vận tốc Các giá trị thu khảo sát phần mềm Matlab – Simulink Carsim có dạng tương đương chênh lệch giá trị khơng nhiều Do đó, ứng dụng phần mềm Carsim mơ hình thiết lập vào nhiều trường hợp chuyển động phức tạp TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tuấn Anh, (2019), Luận văn thạc sĩ khoa học: Nghiên cứu xây dựng mô hình động lực học tơ có ổn định tích cực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Võ Văn Hường, Nguyễn Tiến Dũng, Dương Ngọc Khánh, Đàm Hồng Phúc, (2014), Động lực học tơ, Nhà xuất Giáo Dục Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Khắc Trai, (1997), Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải, Hà Nội Danwei Wang, Feng Qi, (2001), “Trajectory Planning for a Four - Wheel - Steering Vehicle”, Proceedings of the 2001 IEEE KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (10/2019) - HỘI NGHỊ KHCN LẦN THỨ XII - CLB CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC 101 Abstract: CARSIM APPLICATION FOR EVALUATING THE DYNAMIC STEERING VEHICLE MODEL WHEN DETERMINE TRAJECTORY The trajectory of the vehicle is a nonlinear function that depends on many input parameters, this value is determined by the center coordinates of the vehicle This study focuses on establishing and surveying the two - track vehicle dynamic model when steering with stable velocities, and applying Carsim software to evaluate the results obtained from the model established The results show that the difference in the trajectory of the Matlab - Simulink survey model and the Carsim survey model is small, Carsim software and established model can be applied in surveying more complicated cases Keywords: Trajectory, steering, Carsim Ngày nhận bài: 15/4/2019 Ngày chấp nhận đăng: 27/8/2019 102 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (10/2019) - HỘI NGHỊ KHCN LẦN THỨ XII - CLB CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC ... QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE 3.1 Khảo sát trường hợp đánh lái ổn định Hình Sự phụ thuộc quỹ đạo vào vận tốc chuyển động (Matlab – Simulink) Từ đồ thị Hình Hình nhận thấy độ lớn quỹ đạo chuyển động. .. thị mô tả quỹ đạo chuyển động ô tô vận tốc tương ứng thể thơng qua Hình Hình Nhìn chung, biên dạng quỹ đạo chuyển động ứng với q trình khảo sát phần mềm có dạng tương đương Sự chênh lệch giá. .. cố định (mặt đường) hàm phụ thuộc vào hai giá trị (Nguyễn Khắc Trai, 1997) (7) (8) Quỹ đạo chuyển động ô tô xác định dựa mô hình thiết lập thông qua phần mềm chuyên dụng Matlab – Simulink Carsim