D: là vi phân của sai lệch Điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu điều chỉnh sao cho
4.1.4. Mô phỏng điều khiển CCS trên Simulink
Về phần thiết kế bộ điều khiển CCS. Nhóm đã đưa ra một số yêu cầu thiết kế sau:
2. Thời gian xác lập: <10s
3. Sai số error: < 1%
Hình 4.3. Sơ đồ khối mơ phỏng CCS xe Toyota Fortuner 2021 trên Simulink
Trên đây sơ đồ khối simulink của bộ điều khiển CCS dựa trên cơng thức tốn học đã chứng minh phía trên.
Đầu vào của hệ thống là vận tốc mong muốn (cụ thể 60km/h), đến khối Gain để đổi vận tốc m/s (theo đúng đơn vị tính tốn). Tiếp đến là khối Sum, khối này có nhiệm vụ kiểm tra vận tốc đầu ra và vận tốc mong muốn của người dùng để tính tốn sai lệch vận tốc đưa đến bộ điều khiển PID. Bộ điều khiển PID có chức năng nhận tín hiệu sai lệch vận tốc của đầu ra và đầu vào để đưa ra tín hiệu điều khiển phù hợp nhất. Tiếp đến là khối Saturation có nhiệm vụ giới hạn tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển (0 < u < 1). Theo cơng thức tính tốn: Fk – Fb = ma => a = k b F F m −
Trước tiên, tính tốn lực kéo, ta tính tốc độ góc . Dùng khối hàm tỷ số truyền
bánh răng (n/r) nhân với vận tốc ta được tốc độ góc. Sau đó ta đi tính tốn momen qua
khối Hàm momen theo tốc độ theo công thức , cụ thể khối Hàm momen theo tốc độ như sau:
Hình 4.4. Khối hàm momen theo tốc độ
Sau khi có được momen thì ta đi tính lực kéo theo cơng thức bằng cách nhân các khối Giới hạn tín hiệu điều khiển, hàm momen tốc độ và Hàm tỷ số truyền bánh
răng (n/r) lại với nhau.
Giai đoạn 2 là tính tốn lực cản Fb theo cơng thức
Hình 4.5. Khối lực cản Fb
Sau khi có được lực cản Fb và lực kéo Fk ta tính tốn được gia tốc rồi nguyên hàm để được vận tốc theo yêu cầu. Cụ thể để đánh giá được chất lượng của bộ điều khiển PID, ta dùng khối Scope để đưa ra các đồ thị vận tốc, gia tốc và tổng lực cản.