Là một hệ thống cơ điện tử, hệ thống giảm xóc bán chủ động có các thành phần của hệ thống cơ điện tử đặc trưng như đã phân tích ở chương 1. Nó bao gồm khối điều khiển xử lý thông tin là bộ điều khiển, khối cơ cấu chấp hành là các giảm chấn, khối cảm biến đo lường có cảm biến gia tốc, cụm cơ khí và biến đổi năng lượng là hệ thống giảm xóc.
4.2.2.
Hoạt động của hệ thống
Xét trên một bánh, hệ thống giảm xóc bán chủ động được mô tả như hình 4.7. Các tín hiệu về gia tốc từ cảm biến sau khi được biến đổi sang tín hiệu số qua bộ biến đổi tương tự/số ADC sẽ truyền vào vi điều khiển. Trong vi điều khiển đã được cài sẵn phần mềm (mã) trong bộ nhớ, phần mềm này là một thuật toán xử lý các thông tin nhằm tính toán một hệ số giảm chấn thích hợp.
Quá trình thực hiện được vi điều khiển đảm nhận và sau đó truyền tín hiệu điều khiển nhằm thiết đặt hệ số giảm chấn thích hợp đến bộ giảm chấn.
Trên toàn bộ xe, bộ điều khiển về gia tốc trên cả bốn bánh, sau đó thực hiện phân tích trạng thái động lực học của xe rồi đưa ra tín hiệu điều khiển trên cả bốn bánh một cách thống nhất.
Hình 4.7. Sơ đồ hệ thống giảm xóc bán chủ động
Hệ thống giảm xóc bán chủ động được trình bày trong luận văn này là một cấu trúc chung về hệ thống giảm xóc bán chủ động Skyhook hoặc Groundhook. Nó có thể phức tạp hơn khi áp dụng vào thực tế khi thêm các cảm biến đo góc, đo tải trọng xe,.... để đạt được chất lượng điều khiển tốt hơn.
Đã trình bày được phương hướng thiết kế hệ thống giảm xóc tự động, làm tiền đề cho hướng phát triển của luận văn sau này. Trong chương đã nêu ra các thành phần kết cấu của hệ thống giảm xóc tự động, cũng như sự hoạt động của nó.
KẾT LUẬN
Nhờ sự quan tâm giúp đỡ của Thầy hướng dẫn, luận văn cơ bản đạt được các mục tiêu đề ra, đó là.
1. Nêu được các vấn đề, vai trò của các công nghệ tích hợp trong nền kinh tế tri thức. Một số mục tiêu, phương hướng nghiên cứu phát triển cơ điện tử ở Việt Nam trong những năm tới, xu hướng phát triển cơ điện tử thế giới.
- Làm rõ được những ứng dụng quan trọng của cơ điện tử trong một số lĩnh vực. Như ứng dụng trong robot công nghiệp và các ứng dụng trong hệ thống vi cơ điện tử, sản phẩm hàng hóa, các sản phẩm thông minh và đặc biệt quan tâm đến vấn đề ứng dụng là ứng dụng cơ điện tử trong xe ôtô.
- Tìm hiểu và nghiên cứu cơ bản về bản chất khoa học - công nghệ của ngành cơ điện tử. Làm sáng tỏ cấu trúc tổng quát của một hệ cơ điện tử. Trình bày được nguyên lý làm việc của linh kiện thiết yếu như: Hệ thống cảm biến, cơ cấu chấp hành, hệ thống xử lý thông tin, hệ thống cơ khí và biến đổi năng lượng và các hệ thống khác V...V tích hợp các thành phần (phần cứng, phần mềm). Từ đó đưa ra được cấu trúc chung của hệ thống cơ điện tử.
2. Nghiên cứu một số ví dụ điển hình về các vấn đề can thiệp của cơ điện tử vào công nghệ ôtô. Trình bày và giới thiệu khuynh hướng phát triển của một chiếc ôtô hiện đại trong sản xuất với công nghệ cao, sản phẩm thông minh trong tương lai.
- Lấy các phương án cơ bản của một hệ thống phanh thủy lực ABS làm điển hình. Bài toán điều khiển hệ thống ABS được đặt ra với giả thiết ma sát Counlomb tác động khi phanh.
- Giới thiệu về giao động và cân bằng dao động trên ôtô, giới thiệu từ loại hệ thống treo xe cơ khí đơn giãn nhất đến loại hệ thống treo xe hiện đại.
Những hệ thống đã giới thiệu trên được lắp đặt trong ôtô. Mục đích của nó làm cho ôtô ngày càng tiện nghi và an toàn.
3. Từ các vấn đề nghiên cứu về cân bằng xe. Mối liên quan trực tiếp đến lý thuyết dao động và cân bằng dao động. Đối với xe du lịch đã thiết lập được ba mô hình tính. Dạng một điểm (1/4), dạng đường (1/2) vết dọc trọc và vết
ngang, dạng mặt (1) dạng mặt. Từ đó thiết lập các mô hình vật lý của bài toán cân bằng.
- Cấu tạo tổng thể từng phần hệ thống giảm xóc tự động và nó đã ứng dụng nguyên lý điều khiển Skyhook, Groudhook trong hệ thống để điều khiển. - Nêu các đặc điểm và ứng dụng của hệ thống giảm xóc bán chủ động, các phương pháp điều khiển như: điều khiển Skyhook liên tục, điều khiển Groundhook liên tục, phương pháp điều khiển lai (giữa Skyhook và Groundhook), phương pháp điều khiển mờ, các phương pháp điều khiển tối ưu. Trong luận văn chỉ nghiên cứu sâu về điều khiển Skyhook và Groundhook.
- Các mô hình toán học của hệ thống giảm xóc, phân tích các bài toán hệ thống giảm xóc, dao động của hệ thống với kích động điều hoà, các bài toán hệ thống Skyhook, hệ thống Groundhook có ứng dụng phần mềm MATLAB để kiểm định.
Tuy nhiên, luận văn đã nêu ra được những giải pháp ban đấu cho bài toán cân bằng ôtô du lịch, một vấn đề đang rất được nghành công nghiệp ôtô quan tâm mặc dù đã có lịch sử nghiên cứu hàng chục năm. Hơn thế, những ý tưởng nêu ra trong luận văn là tiền đề cho những hướng phát triển sâu rộng hơn, tạo khả năng ứng dụng thực tế nhiều hơn trong tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS.TSKH. Nguyễn Văn Khang (2004), Dao động kỹ thuật, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
2. PGS.TS Tạ Duy Liêm, Công nghệ cơ điện tử trong ngành chế tạo ôtô
3. TS. Trương Hữu Trí - TS Võ Thị Ry (2005), Cơ điện tử - Các thành phần
cơ bản, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
4. Robert H. Bishop - The mechatronics Handbook (Cơ điện tử) tập 1 Biên dịch: Phạm Anh Tuấn NXBĐH Quốc Gia Hà Nội (2006).
5. Đỗ Thanh Việt; Nguyễn Hoài Sơn; Bùi Xuân Lâm (2000): Ứng dụng
MATLAB trong tính toán kỹ thuật, Tập 1. NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí
Minh.
6. Viện nghiên cứu chiến lược, chính sách công nghiệp - Bộ Công nghiệp (2007), Điều tra đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp phát triển các sản
phẩm Cơ điện tử ứng dụng trong công nghiệp cơ khí trên địa bàn Hà Nội
7. Trung tâm công nghệ Cơ điện tử www.mechatronics.org.vn 8. Tuyển tập hội nghị toàn quốc lần 1 về Cơ điện tử (2002) 9. Tuyển tập hội nghị toàn quốc lần 2 về Cơ điện tử (2004)
10. Tuyển tập hội nghị toàn quốc lần 3 VCM về Cơ điện tử (2006) 11. Http//Vietnamcar.com
12. Http//my.pera.com/congngheoto 13. Http//www.codientu.com/
Tiếng Anh
14. Bishop, R.H. (Editor in Chief): The Mechatronics Handbook. CRC Press, Boca Raton 2002.
15. Tạp chí IEEE/ASME Transactions on Mechatronics Http://www.ieee-asme-mechatronics.org/
16. Website về Robotics & Mechatronics IEE: Http:/www.iee.org/Oncomms/pn/mechatronics/
Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng các hệ thống kỹ thuật cơ điện tử trong ôtô và đề xuất giải pháp mô hình cho bài toán cân bằng trên xe du lịch.
Luận văn gồm 4 chương, nội dung chính được đưa ra như sau:
Chương 1: Tổng quan cơ điện tử. Trong chương đã trình bày một cách tổng quan về cơ điện tử, vai trò của các công nghệ tích hợp trong nền sản xuất hàng hóa công nghệ cao của thời kinh tế trí thức.
Chương 2: Nghiên cứu các hệ thống cơ điện tử ứng dụng trong kỹ thuật.
Xu hướng tích hợp công nghệ cơ điện tử trong ôtô, trình bày khuynh hướng phát triển của công nghệ ôtô trong sản xuất với công nghệ cao và sản phẩm thông minh. Giới thiệu cấu trúc cơ điện tử trong hệ thống phanh ABS (Antilock Brake System). Nêu ra các loại hệ thống treo từ loại hệ thống treo xe cơ khí đơn giãn nhất đến loại hệ thống treo xe hiện đại.
Những hệ thống được lắp đặt trong ôtô. Mục đích của nó làm cho ôtô ngày càng tiện nghi và an toàn. Ở trong nội dung luận văn này ta chỉ nghiên cứu sâu về bài toán dao động và cân bằng trên ôtô.
Chương 3: Thiết lập các mô hình hệ thống cho bài toán dao động và cân bằng dao động trên xe. Đưa ra được các mô hình giao động của ôtô gồm các phần: mô hình bốn bánh, mô hình một nửa ôtô, mô hình một phần tư ôtô. Nêu các đặc điểm và ứng dụng của hệ thống giảm xóc bán chủ động, các phương pháp điều khiển như: Skyhook liên tục, Groundhook liên tục, lai (giữa Skyhook và Groundhoo k), điều khiển mờ, điều khiển tối ưu. Luận văn chỉ nghiên cứu sâu về điều khiển Skyhook và Groundhook. Mô hình toán học của hệ thống giảm xóc bị động, bán chủ động, phân tích các bài toán hệ thống giảm xóc, dao động của hệ thống với kích động điều hoà, các bài toán hệ thống Skyhook, hệ thống Groundhook có ứng dụng phần mềm MATLAB để kiểm định.
Chương 4: Thiết kế hệ thống giảm xóc bán chủ động. Đã trình bày phương hướng thiết kế hệ thống giảm xóc tự động, làm tiền đề cho hướng phát triển của luận văn sau này. Đã nêu ra các thành phần kết cấu của hệ thống giảm xóc tự động, cũng như sự hoạt động của nó.
Masters thesis: Applied research on engineering systems of automotive electronic and propose solutions for model balancing problems on passenger cars.
Thesis includes four chapters, the main content is given as follows:
Chapter 1: Overview of Mechatronics. This chapter presents an overview of
Mechatronics and the role of integration technology in commodity production of advanced technology at knowledge based economy stage.
Chapter 2: Study of applied Mechatronics systems in engineering. This chapter
presents the trend of integration Mechatronics technology in automobiles and the development trend of automobile in advanced technology production and intelligent products. It also presents the structure of Mechatronics in ABS system (Antilock Brake System) and the types of vehicle suspension systems both the most modern and the simplest suspension type.
At the same time, this thesis studies systems installed in cars. Its purpose is to make cars be more and more comfortable and safer. However, within limited scale, this thesis only focused on studying variability and balance issues in the car.
Chapter 3: Development of a system model for variability and balance issues
on a car in the car. This chapter introduces the variability model of automobile
which includes following parts: four-wheel model, half - car model and a quarter - car model. In addition, it also presents the characteristics and applications of semi - active shock absorbers systems as well as control methods such as continuous Skyhook, continuous Groundhook, and mixed type (between Skyhook and Groundhook) or fuzzy, optimal types.
Thesis only focuses on studying the control system of Skyhook and Groundhook by development of mathematical model of the semi – active and passive shock absorbers systems. And then, the thesis starts to analyze the model of shock absorbers system and the variability system with the size of the air condition. And as well it analyzes the mathematical model of Skyhook system and the Groundhook which applied MATLAB software for verification.
Chapter 4: Design the semi-active shock absorbers system. This chapter presents
the designing orientation and structure of the automatic shock absorbers system as well as its operation. This is known as the foundation for developing the thesis later.
Key word: Mechatronics, semi-active shock absorbers system, variability,