Ứng dụng điều khiển mờ (fuzzy logic) chẩn đoán trạng thái kỹ thuật hệ thống nhiên liệu commonrail ( kèm bản vẽ + thuyết minh word)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
BỘ MÔN: ÔTÔ & MÁY CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

Ứng dụng điều khiển mờ (FUZZY LOGIC) chẩn đoán trạng thái
kỹ thuật hệ thống nhiên liệu CommonRail trên xe
THACO KING LONG KB120SE
Giáo viên hướng dẫn
: ThS. PHẠM QUỐC THÁI
Giáo viên duyệt
: ThS. NGUYỄN VĂN ĐÔNG
viên thực hiện : BÙI XUÂN TRƯỜNG
Lớp
: 10C4LT
Đà Nẵng, 06/2012

Sinh


Lý do chọn đề tài
Các chuyên gia đầu nghành số lượng ngày càng ít,
công nghệ thì ngày càng phát triển nhanh.

Thời gian khắc phục, giải quyết vấn đề rất lâu.

Tổn thất về kinh tế, lãng phí nguồn nhân lực

Đề tài được chọn


GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG
KB120SE

Nội Dung
Đề Tài

GIỚI THIỆU CHẨN ĐOÁN TRÊN ÔTÔ

GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ(FUZZY LOGIC)

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG
NHIÊN LIỆU COMMONRAIL TRÊN XE THACO
KINGLONG KB120SE BẰNG CÔNG CỤ ĐIỀU
KHIỂN MỜ


1- GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMONRAIL
TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE
 Thông số kỹ thuật của xe THACO KINGLONGKB120SE
Công suất động cơ

257/2200
(Kw/v/ph)

Tỷ số nén

16,5

Thứ tự nổ

1-4-2-6-3-5

Lọc nhiên liệu

Lọc giấy

Đường kính bơm cao áp

8,5 (mm)

Áp suất nhiên liệu do
bơm tạo ra

197(Mpa)

Dung lượng ống chung

31(Cm^3)

Áp lực bắt đầu phun

160 (Mpa)


1- GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMONRAIL
TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE

 Sơ đồ nguyên lý và kết cấu hệ thống


1- GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMONRAIL
TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE
 Bơm cao áp
4

5

3
6
7
2
1

a

8
9

b

d

e


1- GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMONRAIL
TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE

 Ecu động cơ


1- GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMONRAIL
TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE
 Ống phân phối (rail)

 Lọc nhiên liệu


1- GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMONRAIL
TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE
 Vòi phun


2- GIỚI THIỆU CHẨN ĐOÁN TRÊN ÔTÔ
Cơ sở của việc chẩn đoán:
 Dựa trên tình trạng vận hành và hoạt động của xe

Các phương pháp chẩn đoán
 Chẩn đoán thông qua cảm nhận của các giác quan con người
 Cảm nhận thông qua âm thanh
 Cảm nhận thông qua màu sắc
 Cảm nhận thông qua mùi

 Chẩn đoán theo tình trạng của động cơ
 Chẩn đoán theo tín hiệu đèn CHECK ENGINE
Trên cơ sở các phương pháp chẩn đoán thực tế trên. Dưới đây ta
xây dựng hệ thống chẩn đoán bằng công cụ điều khiển mờ với nhiều
ưu điểm nổi bật hơn.

3- GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ
 Sơ đồ khối chức năng bộ điều khiển

 Khối mờ hóa
Thay đổi các giá trị rõ đầu vào thành một miền giá trị mờ ,
với hàm liên thuộc đã chọn ứng với biến ngôn ngữ đầu vào


3- GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ
 Khối hợp thành
Dùng để biến đổi các giái trị mờ hóa của biến ngôn ngữ
đầu vào thành các giá trị mờ của biến ngôn ngữ đầu ra
theo các luật hợp thành
Khối luật hợp thành mờ (Max-Min)
- Luật hợp thành một điều kiện
B2 = [ max( b1

∩

b2)]

∩

B1]


3- GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ
- Luật hợp thành mờ nhiều điều kiện

3- GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ
 Giải mờ
- Phương pháp điểm trọng tâm

∫ µ ( y) ydy
y’ =

s

∫ µ ( y)dy
s

Trong đó S là miền xác địn
h của tập mờ

- Phương pháp cực đại
- phương pháp lấy trung bình tâm


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ
 Các bước thực hiện
Bước 1: Lựa chọn các thông số vào và ra
Bước 2: Lựa chọn các thông số hàm phụ thuộc
Bước 3: Xây dựng bảng luật hợp thành IF- THEN
Bước 4: Giải mờ - Đánh giá kết quả

4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ

 Bước 1: Lựa chọn các thông số vào ra
Số thứ tự

Tên kiểu biến ngôn ngữ

Kiểu biến

Đơn vị

1

Công suất động cơ

Vào

%

2

Màu sắc và thành phần khí xả

Vào

%

3

Tiếng gõ và rung động động cơ

Vào

%

4

Bơm cao áp

Ra

%

5

Vòi phun

Ra

%

6

Lọc nhiên liệu

Ra

%

7

Cảm biến áp suất đường ống chung

Ra

%


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ

 Bước 2: Lựa chọn các thông số hàm phụ thuộc
- Các dạng hàm phụ thuộc thường gặp trong chẩn đoán


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ
Tên biến

Khái niệm

Tên khái
niệm

Các thông số hàm phụ thuộc

α

β

γ

δ

CD
CI
CV
CN

90
95
90
75

95
90
83
67

100
86
78
60

100

Công suất động cơ
(1)

Đạt yêu cầu
Giảm ít
Giảm vừa
Giảm nhiều

Màu sắc và thành
phần khí xả
(2)

đạt yêu cầu
tăng ít
tăng vừa
tăng nhiều

XD
XI
XV
XN

90
100
130
160

90
120
140

180

100
140
160
190

120
170

Tiếng gõ và rung
động động cơ
(3)

đạt yêu cầu
tăng ít
tăng vừa
tăng nhiều

RD
RI
RV
RN

88
112
136
160

88

124
148
172

100
136
160
190

120
148
172
190

72
55

Đơn
vị

%

%
190

%


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG

CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ
Bơm
(4)

Vòi phun
(5)

Lọc
(6)

Cảm biến áp suất
đường ống chung
(7)

Bình thường
Hỏng ít
Hỏng nhiều
Chắc chắn hỏng

BK
BI
BN
BH

0
10
40
70

0

30
50
85

10
50
70
100

100

Bình thường
Hỏng ít
Hỏng nhiều
Chắc chắn hỏng

VK
VI
VN
VH

0
10
40
70

0
30
50
85

10
50
70
100

100

Bình thường
Hỏng ít
Hỏng nhiều
Chắc chắn hỏng

LK
LI
LN
LH

0
10
40
70

0
30
50
85

30
50

70
100

Bình thường
Hỏng ít
Hỏng nhiều
Chắc chắn hỏng

CK
CBI
CBN
CBH

0
10
40
70

0
30
50
85

10
50
70
100

%

%

%
100

%
100


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ

 Bước 3: Xây dựng bảng luật IF - THEN
- Luật 1: Nếu công suất động cơ = CI và màu khí thải = XI và gõ rung
động = RI thì bơm = BI và vòi phun = VI và lọc = LD và cảm biến = CD
- Luật 2: Nếu công suất động cơ = CI và màu khí thải = XI và gõ rung
động = RI thì bơm = BI và vòi phun = VI và lọc = LD và cảm biến = CD
- Luật 3: Nếu công suất động cơ = CI và màu khí thải = XI và gõ rung
động = RI thì bơm = BI và vòi phun = VI và lọc = LD và cảm biến = CD
- Luật 4: Nếu công suất động cơ = CI và màu khí thải = XI và gõ rung
động = RI thì bơm = BI và vòi phun = VI và lọc = LD và cảm biến = CD
- Luật 5: Nếu công suất động cơ = CI và màu khí thải = XI và gõ rung
động = RI thì bơm = BI và vòi phun = VI và lọc = LD và cảm biến = CD


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ
Bảng luật IF – THEN tóm tắt

1(C/suất) 2(khí xả) 3(rung)

4(bơm)

5(v/phun)

6(loc)

7(c/biến)

1

CI

XD

RI

BK

VK

LI

CBI

2

CI

XI

RI

BI

VI

LK

CBI

3

CV

XV

RV

BI

VN

LI

CBN

4

CV

XN

RV

BN

VH

LK

CBN

5

CV

XI

RV

BN

VI

LH

CBH

6

CN

XN

RN

BH

VH

LN

CBH

7

CN

XI

RN

BH

VI

LH

CBN

8

CN

XV

RN

BN

VH

LN

CBH

9

--

XV

--

--

--

--

CBN

10

--

--

--

--

VI

--

--


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ

Bước 4: Giải mờ - Đánh giá kết quả
Sau khi ta nhập thông số của hàm phụ thuộc, luật của trương
trình vào phần mềm MATLAP. MATLAP sẽ thực hiện quá trình
giải mờ với phép toán logic sử dụng là AND, luật chuẩn MINMAX, phương pháp trọng tâm để giải, giá tri trọng số W = 1. Sau
khi thực hiện quá trình giải mờ xong matlap sẽ cho ta kết quả:

4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ
 Kết quả thứ nhất


4 - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMONRAIL TRÊN XE THACO KINGLONG KB120SE BẰNG
CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN MỜ
 Kết quả thứ hai


Kết luận
- Qua các quá trình thực hiện ở trên ta thấy hệ thống chẩn đoán
dùng bộ điều khiển mờ hoạt động rất tốt.
- Có tính chất thực tiễn và hiệu quả, tận dụng được chất sám và
kinh nghiệm của các chuyên gia.
- Quá trình đánh giá chất lượng được “mềm hóa” và có nhiều
khả năng bám sát sự thay đổi của các thông số trong thực tiễn
- Hệ thống có thể thay đổi rễ ràng theo tính chất công việc và
theo trình độ năng lực của người lập trình
- Do trình độ và năng lực của em vẫn còn rất nhiều hạn chế nên
khó chánh khỏi những sai sót nên hệ thống vẫn chưa được hoàn
hảo sau khi ra đi làm em sẽ cố gắng hoàn thiện hệ thống và phát
triển thêm vói các hệ thống khác