Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.98 MB, 90 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b><small>T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C S Ư P H Ạ M K Ỹ T H U ẬT T P H C MK H O A Đ À O TẠ O C H ẤT L Ư Ợ N G C A O</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2"><small>05/19/20245</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7"><small>05/19/20249</small>
<small>• Kết nối đàn hồi giữa thân xe và trục</small>
<small>• Đảm bảo mối quan hệ hình học chính xác giữa thân xe và bánh xe </small>
<small>• Chống rung, dao động và chấn động tác động lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách và hành lý và cải thiện khả năng di chuyển. </small>
<small>• Giúp truyền lực kéo và lực phanh được tạo ra bởi ma sát giữa mặt đường và bánh xe, đến khung gầm và thân xe.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13"> Khối lượng của thân xe, hành khách được đỡ bởi các lò xo gọi là khối lượng được treo
Khối lượng các bánh xe, các cầu không được đỡ bởi các lị xo gọi là khối lượng khơng được treo
Thơng thường, khối lượng được treo lớn hơn thì tính êm dịu chuyển động tốt hơn
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">1: Giảm xóc khí nén
2: Cảm biến gia tốc kế của ô tô
3: ECU (hộp điều khiển điện tử của hệ thống treo) 4: Cảm biến độ cao xe
5: Cụm van phân phối và cảm biến áp suất của khí nén
6: Máy nén khí7: Bình khí nén; 8: Đường dẫn khí
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18"><small>Cảm biến ghi nhận độ cao và tốc độ xe, rồi </small>
<small>gửi tín hiệu về ECU</small>
<small>ECU điều khiển dịng điện đến hệ thống </small>
<small>servo-valve điều khiển đóng mở các </small>
<small>Sự đóng mở các khoang gây ra sự chênh lệch áp suất tác động lên cả phần </small>
<small>KLĐT và KLKĐT để giảm thiểu dao động </small>
<small>xe</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19"> Hệ thống treo trên oto phải đạt chỉ tiêu về độ êm dịu và an toàn chuyển động
Hai chỉ tiêu độ êm dịu (Ride Comfort) và độ an toàn (Vehicle Handling) lại mâu thuẫn với nhau
Khi thiết kế hệ thống treo để nâng cao độ an tồn thì độ êm dịu lại bị hạn chế.
Khi thiết kế hệ thống treo để nâng cao độ êm dịu thì độ an tồn lại bị hạn chế
Việc thiết kế một bộ điều khiển nhằm nâng cao đồng thời độ êm dịu và độ an toàn cho xe là vấn đề trọng tâm cần phải nghiên cứu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20"> Theo tiêu chuẩn Quốc tế ISO: 2631-1-1997 và tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 6964-1- 2001 đưa ra những tiêu chí đánh giá tính êm dịu chuyển động của oto theo gia tốc thẳng đứng. Phương pháp đánh giá cơ bản dựa vào giá trị trung bình bình phương (R.M.S) của gia tốc.
Bảng đánh giá dựa vào R.M.S của gia tốc
Nhóm nghiên cứu lấy giá trị gia tốc 0,315 m/s2 làm tiêu chí đánh giá hệ thống treo chủ động
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">m<sub>s</sub>: khối lượng được treo
m<sub>u</sub>: khối lượng không được treok<sub>s</sub>: độ cứng lò xo
k<sub>t</sub>: độ cứng giả thuyết của lốp xec<sub>s</sub>: hệ số bộ giảm chấn
Z<sub>s</sub>: độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của m<sub>s</sub>Z<sub>u</sub>: độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của m<sub>u</sub>
q: độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của bánh xe so với mặt đường
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23"> Lực đàn hồi của hệ thống treo:
Lực giảm chấn của hệ thống treo:
Áp dụng định luật II Newton:
(Chọn chiều dương là chiều hướng lên)
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24"> Lực đàn hồi của hệ thống treo:
Lực giảm chấn của hệ thống treo:
Lực đàn hồi của lốp xe:
Áp dụng định luật II Newton:
(Chọn chiều dương là chiều hướng lên)
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">m<sub>s</sub>: khối lượng được treo
m<sub>u</sub>: khối lượng khơng được treok<sub>s</sub>: độ cứng lị xo
k<sub>t</sub>: độ cứng giả thuyết của lốp xec<sub>s</sub>: hệ số bộ giảm chấn
Z<sub>s</sub>: độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của m<sub>s</sub>Z<sub>u</sub>: độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của m<sub>u</sub>
q: độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của bánh xe so với mặt đường
F: lực điều khiển tác dụng lên cơ cấu chấp hành
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26"> Lực đàn hồi của hệ thống treo:
Lực giảm chấn của hệ thống treo:
Áp dụng định luật II Newton:
(Chọn chiều dương là chiều hướng lên)
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27"> Lực đàn hồi của hệ thống treo:
Lực giảm chấn của hệ thống treo:
Lực đàn hồi của lốp xe:
Áp dụng định luật II Newton:
(Chọn chiều dương là chiều hướng lên)
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">Giả sử khi xe chạy lên 1 bậc cao 2 cm.
Biên dạng đường loại 2
Bảng tính giá trị trung bình bình phương R.M.S của hệ thống treo bị động
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38"> Từ các biểu đồ trên, chúng ta thấy rằng khi xe đi lên một bước nhỏ 2cm, thân xe dao động khoảng 3,2cm với thời gian dập tắt dao động khoảng 5 giây, gia tốc thân xe lên tới 4,687 m/s<small>2</small> . Giá trị R.M.S của gia tốc dịch chuyển thân xe bằng 0,5580 m/s<small>2</small> vượt quá giá trị cho phép là 0,315 m/s<small>2</small> khiến người ngồi trong xe có chút ít về sự khó chịu
Các vấn đề trên được giải quyết bằng cách thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống treo nhằm thỏa mãn các điều kiện:
<small> </small>Giá trị tuyệt đối tối đa của gia tốc thân xe phải được giảm thiểu
<small> </small>Biến dạng của bộ phận treo và biến dạng của lốp xe phải được giảm thiểu
Thời gian dao động hệ thống nên được giảm thiểu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">Phương pháp xác định tham số bộ điều khiển PID
• Phương pháp Ziegler – Nichols
• Phương pháp Chien – Hrones – Rewisk
• Phương pháp chỉnh bằng tay: Đặt Ki = Kd = 0. Tăng Kp đến khi hệ thống dao động tuần hồn. Đặt thời gian tích phân bằng chu kỳ dao động . Điều chỉnh lại giá trị Kp cho phù hợp. Nếu có đao động thì điều chỉnh giá trị Kd.
• Phương pháp dùng phần mềm: Dùng phần mềm để tự động chỉnh định thông số PID (thực hiện trên mơ hình tốn,kiểm nghiệm trên mơ hình
thực). Ví dụ dùng giải thuật di truyền (GA) để tìm thơng số sao cho sai số đo được nhỏ hơn giá trị yêu cầu
Qua những quan sát trên phần 3.5, nhóm nghiên cứu muốn cải thiện hệ thống treo thông qua việc nâng cao độ an toàn (Vehicle Handling) của hệ thống treo, do vậy bộ điều khiển PID sẽ điều khiển khoảng cách giữa khối lượng treo và khối lượng khơng được treo, tức là hành trình của hệ thống treo. Tuy nhiên, thông số tốt nhất để điều khiển là độ biến dạng lốp xe, nhưng các phép đo là rất khó.
Nhóm nghiên cứu muốn thiết kế bộ điều khiển sao cho đầu ra hành trình hệ thống treo (Zs – Zu) có thời gian ổn định nhỏ hơn 3 giây, độ vọt lố nhỏ, sai số nhỏ và lực điều khiển cơ cấu chấp hành nhỏ hơn 1000 N.
<small>Kp = 5000, Ki = 0, Kd =0 </small> <sub>Kp = 5500, Ki = 0, Kd = 0</sub> <sub>Kp = 5800, Ki = 0, Kd = 0</sub>
Kết luận: Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi Kp = 5800, thời gian phản hồi đủ nhanh, vượt mức nhỏ. Vì vậy, chọn Kp = 5800
</div><span class="text_page_counter">Trang 43</span><div class="page_container" data-page="43"><small>05/19/202443</small>
<small>Kp = 5800, Ki = 0, Kd = 500</small> <sub>Kp = 5800, Ki = 0, Kd = 1000</sub> <sub>Kp = 5800, Ki = 0, Kd = 1300</sub>
</div><span class="text_page_counter">Trang 44</span><div class="page_container" data-page="44"><small>Kp = 5000, Ki = 100, Kd = 1300</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 45</span><div class="page_container" data-page="45"><small>05/19/202445</small>
Hệ thống ổn định, nếu tất cả các nghiệm của phương trình đặc trưng có phần thực âm. Nếu được biểu diễn trên mặt phẳng phức, các nghiệm này nằm ở bên trái của trục ảo.
Từ hình , ta thấy rằng tất cả các nghiệm của phương trình đặc trưng đều có phần thực âm. Vì vậy, người ta kết luận rằng bộ điều khiển PID ổn định.
</div><span class="text_page_counter">Trang 46</span><div class="page_container" data-page="46"> Hệ thống treo chủ động được trang bị thêm một cơ cấu chấp hành thủy lực ở mỗi bánh xe. Cơ cấu này có dạng xylanh thủy lực, bên trong là hệ thống các servo-valve. Khi dòng điện được cung cấp, các valve bên trong sẽ thực hiện quá trình đóng – mở, điều này gây ra sự chênh lệch áp suất giữa các khoang. Sự chênh lệch áp suất này sẽ gây ra lực tác động lên cả phần khối
lượng được treo và không được treo để giảm thiểu dao động của xe.
Cơ cấu chấp hành thủy lực đơn giản có thể được đại diện bằng hàm truyền bậc nhất:
Độ dịch chuyển tối đa của cơ cấu chấp hành thủy lực là 0,05 (m)
</div><span class="text_page_counter">Trang 47</span><div class="page_container" data-page="47">Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu chấp hành thủy lực
</div><span class="text_page_counter">Trang 48</span><div class="page_container" data-page="48">Khối Subsystem mô phỏng biên dạng mặt đường
</div><span class="text_page_counter">Trang 51</span><div class="page_container" data-page="51">Khối Subsystem Active Suspension 1/4
</div><span class="text_page_counter">Trang 52</span><div class="page_container" data-page="52">Treo chủ động:
Đạt cực đại tại 0,0286 (m) Tại thời gian 1,25 (s)
Thời gian ổn định: 2,19 (s)Treo bị động:
Đạt cực đại tại 0,03169 (m) Tại thời gian 1,33 (s)
Thời gian ổn định: 4,26 (s)
Vậy độ dịch chuyển thân xe củahệ thống treo chủ động giảm9,75% so với hệ thống treo bịđộng
</div><span class="text_page_counter">Trang 54</span><div class="page_container" data-page="54">Hệ thống treo chủ động:
Đạt giá trị cực đại tại 6,742 (m/s2) Tại thời gian 1,02 (s)
Thời gian ổn định là 2,05 (s)Hệ thống treo bị động:
Đạt giá trị cực đại tại 4,442 (m/s2) Tại thời gian 1,03 (s)
Thời gian ổn định là 3,44 (s)
Vậy hệ thống treo chủ động tuy có giatốc cực đại lớn hơn, nhưng thời gianổn định lại nhanh hơn
</div><span class="text_page_counter">Trang 55</span><div class="page_container" data-page="55"><small> Đạt giá trị cực đại tại 0,01073 (m) Tại thời gian 1,3 (s)</small>
<small> Thời gian ổn định là 4,04 (s)Vậy hành trình hệ thống treo chủ động giảm 30,30% so với hành trình hệ thống treo bị động.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 56</span><div class="page_container" data-page="56">Hệ thống treo chủ động:
Đạt giá trị cực đại tại 0,004998 (m) Tại thời gian 1,05 (s)
Thời gian ổn định là 1,78 (s)Hệ thống treo bị động:
Đạt giá trị cực đại tại 0,0098 (m) Tại thời gian 1,05 (s)
Thời gian ổn định là 3,2 (s)
Vậy độ biến dạng lốp xe của hệ thốngtreo chủ động giảm 49% so với hệ thống treo bị động
</div><span class="text_page_counter">Trang 57</span><div class="page_container" data-page="57">Khối Carsim Output
</div><span class="text_page_counter">Trang 72</span><div class="page_container" data-page="72">Các thơng số của Khối Controller
</div><span class="text_page_counter">Trang 73</span><div class="page_container" data-page="73"><b><small>* Tùy chỉnh thông số xe </small></b>
Điều chỉnh thông số cơ bản của xe
</div><span class="text_page_counter">Trang 74</span><div class="page_container" data-page="74">Điều chỉnh thông số cầu trước
</div><span class="text_page_counter">Trang 75</span><div class="page_container" data-page="75">Điều chỉnh độ cứng lò xo, hệ số giảm chấn cầu trước
</div><span class="text_page_counter">Trang 76</span><div class="page_container" data-page="76">Điều chỉnh thông số cầu sau
</div><span class="text_page_counter">Trang 77</span><div class="page_container" data-page="77">Điều chỉnh độ cứng lò xo, hệ số giảm chấn cầu sau
</div><span class="text_page_counter">Trang 78</span><div class="page_container" data-page="78"><small>05/19/202481</small>
<small>05/19/202485</small>
<small>05/19/202487</small>
<small>05/19/2024</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 90</span><div class="page_container" data-page="90">