Nghiên cứu điều khiển mô phỏng hệ thống thu hồi năng lƣợng quán tính của ô tô dựa trên các chu trình lái xe

Trường đại học Sư phạm Kỹ Thuật TPHCM Khoa Cơ Khí Động Lực BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG THU HỒI NĂNG LƯỢNG QUÁN TÍNH TRÊN Ơ TƠ DỰA TRÊN CÁC CHU TRÌNH LÁI XE TIÊU CHUẨN SVTH: Nguyễn Thanh Hùng/13145102 Nguyễn Đức Ánh/13145013 GVHD: Th.s Dương Tuấn Tùng TPHCM, 20/1/2018 TỔNG QUAN I Nội dung Mơ hình thực nghiệm II Phân tích chu trình lái xe III Sử dụng điều khiển PID để điều khiển biến tần IV Quá trình, kết nhận xét thực nghiệm Kết luận hướng phát triển V VI I Nội dung I.1 Tổng quan hệ thống phanh tái sinh I.2 Cơ sở lý thuyết I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe I.4 Xây dựng mơ hình thực nghiệm I Nội dung I.1 Tổng quan hệ thống phanh tái sinh: Bao gồm loại phân chia theo dạng tích trữ lượng bằng: • Điện • Thủy lực • Bánh đà • Vật liệu đàn hồi I Nội dung I.1 Tổng quan hệ thống phanh tái sinh: Tích trữ lượng dạng Điện Tích trữ lượng dạng Thủy lực Tích trữ lượng bánh đà Tích trữ lượng dạng Vật liệu đàn hồi I Nội dung I.2 Cơ sở lý thuyết: a Xác định công suất lực phanh cần thiết xe phanh giảm tốc: • Công suất phanh bánh xe trước, sau: Fp1 + Fp2 + Ff1 + Ff2 + Fa + mgsin = ma Với Fp1, Fp2: lực phanh tác dụng lên cầu trước, cầu sau [N] • Cơng suất phanh thời điểm : Pp(t) cơng suất phanh yêu cầu [W] Vt vận tốc xe tạo thời điểm t [m/s] I Nội dung I.2 Cơ sở lý thuyết: b Xác định thông số thu hồi lượng quán tính xe phanh: Các phương trình động lực học Xác định mơ men qn tính tốc độ góc bánh xe chủ động xe thực trình phanh hay giảm tốc (phạm vi giới hạn tốc độ thử nghiệm từ 80 km/h trở xuống) Sử dụng SimDriveline Matlab Simulink để chạy mô thử nghiệm chế độ lựa chọn thông số tỷ số truyền, kích thước bánh đà cách hợp lý I Nội dung I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: Mơ điều khiển tốc độ xe theo chu trình FTP - 75 I Nội dung I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: Mô điều khiển tốc độ xe theo chu trình ECE R15 I Nội dung I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: Mô điều khiển tốc độ xe theo chu trình NEDC I Nội dung I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: Mô điều khiển tốc độ xe theo chu trình EUDC I Nội dung I.4 Xây dựng mơ hình thực nghiệm: Mơ hình thực nghiệm sử dụng đề tài II MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM II.1 Các thông số Thông số Công suất động Kí hiệu Giá trị Đơn vị Pdc 5.5 Kw 2075PM ( 3PH200V-7.5kW ) PM Biến tần Tỷ số truyền Bộ hãm từ Cảm biến moment i 0.1~0.6 Pht 1.5 Kw 0-500 N.m Các giá trị thu dựa tính tồn mơ Matlab Simulink II MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM II.2 Ngun lý hoạt động Mơ hình thực nghiệm sử dụng đề tài III PHÂN TÍCH CÁC CHU TRÌNH LÁI XE Xác định khoảng thời gian giảm tốc dựa đồ thị vận tốc theo thời gian chu trình xây dựng thơng qua matlab simulink mơ hình thực nghiệm Chu trình FTP 75 IV SỬ DỤNG ĐIỀU KHIỂN PID IV.1 Giới thiệu: • Bộ điều khiển PID: Bơ điều khiển vi tích phân tỉ lệ • Chức năng: điều khiển biến tần đảm bảo vận tốc thực tế mơ hình thực nghiệm bám sát với chu trình tiêu chuẩn IV.2 Quá trình nạp liệu vào điều khiển PID V QÚA TRÌNH, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT THỰC NGHIỆM V.1: Quá trình thực nghiệm Biến tần (PID) điều khiển động đảm bảo tốc độ xe bám sát với chu trình lái xe Bộ thu thập liệu truyền tín hiệu (điện áp, dịng điện, tốc độ xe, tốc độ bánh đà) máy tính Bộ điều khiển thu thập thời gian giảm tốc thông qua cảm biến tốc độ Bộ thu hồi lượng kích hoạt hoạt động, điều khiển máy phát quay trình thu hồi lượng bắt đầu Driving cycle test.mp4 V QÚA TRÌNH, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT THỰC NGHIỆM V.2: Kết thực nghiệm Biểu đồ lượng theo thời gian chu trình FTP 75 Biểu đồ lượng theo thời gian chu trình FTP 75 800 700 600 500 Năng lượng (J) Nănglượng(J) Năng lượng thu hồi chu trình FTP 75 mơ theo thực tế: 400 200 Thời gian (s) Mô 300 100 -100 Thời gian (s) Thực nghiệm Tổng lượng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 27.87% so với mơ V QÚA TRÌNH, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT THỰC NGHIỆM V.2: Kết thực nghiệm Năng lượng thu hồi chu trình ECE R15 mô theo thực tế: 700 600 500 400 300 200 100 Biểu đồ lượng theo thời gian chu trình ECE R15 Nănglượng(J) Nănglượng(J) Biểu đồ lượng theo thời gian chu trình ECE R15 Thời gian (s) Mô 700 600 500 400 300 200 100 Thời gian (s) Thực nghiệm Tổng lượng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 32.45% so với mô V QÚA TRÌNH, KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT THỰC NGHIỆM V.2: Kết thực nghiệm Năng lượng thu hồi chu trình EUDC mơ theo thực tế: 700 600 500 400 300 200 100 g Thời gian (s) Mô Biểu đồ lượng theo thời gian chu trình EUDC Nănglượng(J) Nănglượng(J) Biểu đồ lượng theo thời gian chu trình EUDC 700 600 500 400 300 200 100 Thời gian (s) Thực nghiệm Tổng lượng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 38.25% so với mô ... cách hợp lý I Nội dung I.3 Xây dựng mô hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: Mơ điều khiển tốc độ xe theo chu trình FTP - 75 I Nội dung I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: ... theo chu trình lái xe: Mô điều khiển tốc độ xe theo chu trình ECE R15 I Nội dung I.3 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống theo chu trình lái xe: Mơ điều khiển tốc độ xe theo chu trình NEDC I Nội dung... hệ thống theo chu trình lái xe: Mơ điều khiển tốc độ xe theo chu trình EUDC I Nội dung I.4 Xây dựng mơ hình thực nghiệm: Mơ hình thực nghiệm sử dụng đề tài II MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM II.1 Các thông