Hình 3.28: Biên dạng mấp mô ngẫu nhiên.
61 [m/s2] Fd1 [N] Fd2 [N] Fa [N] Fb [N] Không điều khiển 5.9329 4392.4 5868.8 Có điều khiển 0.4248 3109.5 3036.5 3125.1 3623.4 Tỷ lệ giảm 92.8% 29.2% 48.2%
Bảng 3.17: Kết quả mô phỏng với mấp mô ngẫu nhiên.
Đồ thị 3.8: Kết quả mô phỏng khi thay đổi vận tốc.
Nhận xét, đánh giá kết quả mô phỏng:
Với các thông số của bộ điều khiển được chọn như trên, đánh giá với các mấp mô biên dạng mặt đường khác nhau, việc sử dụng bộ điều khiển đã làm tăng độ êm dịu và an toàn chuyển động so với hệ thống treo bị động. Cụ thể, sử dụng giá trị gia tốc bình phương trung bình và giá trị bình phương trung bình của tải trọng động cầu trước và cầu sau để so sánh cho các biên dạng mặt đường khác nhau, với vận tốc và chiều cao mấp mô thay đổi ta nhận thấy:
- Khi thay đổi chiều cao mấp mô của các biên dạng mặt đường khác nhau, với chiều cao mấp mô lớn nhất là 0.15 (m) thì giá trị bình phương trung bình của hệ thống treo tích cực giảm trung bình từ 7095% so với hệ thống treo bị động.
- Khi thay đổi vận tốc chuyển động trong khoảng từ 20100 (km/h) của xe khi đi qua các mấp mô mặt đường với chiều cao mấp mô bé hơn 0.15 (m). Hệ thống treo tích cực với các thông số đã được chọn của bộ điều khiển đã làm giảm đáng kể gia tốc bình phương trung bình cũng như tải trọng động của xe.
- Trường hợp khi xảy ra cộng hưởng, giá trị gia tốc bình phương trung bình của hệ thống treo tích cực giảm 98.4% so với hệ thống treo bị động.
- Trường hợp với biên dạng mấp mô mặt đường ngẫu nhiên bộ điều khiển đã làm giảm đáng kể giá trị gia tốc bình phương trung bình, do đó đã nâng cao tính êm dịu rất nhiều so với hệ thống treo bị động.
62
Như vậy trong chương này đã xây dựng được thuật toán điều khiển kết hợp giữa phương pháp tối ưu toàn phương tuyến tính (LQR) với bộ điều khiển trượt (SMC). Sau đó, đã sử dụng các khối trong Simulink xây dựng được các biên dạng mặt đường: mấp mô ngắn, mấp mô dạng điều hòa (hình sine) và mấp mô dạng bất kì. Khi đã có những mấp mô biên dạng mặt đường, tiến hành xây dựng chương trình thiết kế bộ điều khiển sử dụng Simulink. Kết quả của chương trình mô phỏng đã đạt đúng theo yêu cầu thiết kế bộ điều khiển. Bộ điều khiển cho hệ thống treo tích cực đã được thiết kế làm tăng độ êm dịu và an toàn chuyển động cho xe trong khoảng giới hạn chiều cao mấp mô bé hơn 0.15 (m) và vận tốc chuyển động của xe ôtô từ 0 đến 100 (km/h).
63