Luận Văn Thạc Sĩ Về Mô Hình Dạy Học Hệ Thống Lái Trợ Lực Điện Giao Tiếp Qua LabVIEW

• Tác giả: Trịnh Thái Luân
• Người hướng dẫn: PGS. TS. Đỗ Văn Dũng
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ ô tô
• Đề tài: Mô Hình Dạy Học Hệ Thống Lái Trợ Lực Điện Giao Tiếp Máy Tính Thông Qua LabVIEW
• Loại tài liệu: Luận văn cao học
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• 1. Chƣơng 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu về hệ thống lái trên thế giới:
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong vùng ASEAN và trong nước:
• 1.3. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu:
• 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu:
• 1.4. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ của đề tài:
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu:
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về hệ thống lái trợ lực
• 2.1.1. Công dụng hệ thống lái trợ lực:
• 2.1.2. Phân loại hệ thống lái trợ lực:
• 2.2. Hệ thống lái có trợ lực thủy lực
• 2.2.1. Cấu trúc tổng quát HTL trợ lực thuỷ lực:
• 2.2.2. Mô hình toán học HTL trợ lực thuỷ lực:
• 2.3. Đặc tính trợ lực lái:
• 2.4. Giải pháp điều khiển thay đổi hệ số trợ lực lái:
• 2.5. Hệ thống trợ lực thủy lực điều khiển điện điện tử
• 2.5.1. HTL trợ lực thủy lực với van điện từ lắp ở bơm trợ lực thực hiện điều khiển lưu lượng:
• 2.5.2. Hệ thống trợ lực thủy lực với van điện từ trên mạch dầu van trợ lực lái:
• 2.5.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực với van điện từ tại cửa vào ra (cửa P và cửa R) của van trợ lực:
• 2.5.4. Hệ thống lái trợ lực thủy lực với cách thay đổi tốc độ bơm trợ lực lái:
• 2.6. Hệ thống lái trợ lực điện – điện tử
• 2.6.1. Trợ lực trên trục lái:
• 2.6.2. Trợ lực trên cơ cấu lái:
• 2.7. Cảm biến trong hệ thống trợ lực lái Điện – Điện tử:
• 2.7.1. Cảm biến tốc độ đánh lái có 2 loại:
• 2.7.2. Cảm biến mô men lái có 3 loại:
• 2.7.3. Cảm biến tốc độ ô tô:
• 3. CHƢƠNG 3: PHẦN MỀM LABVIEW
• 3.1. Những khái niệm cơ bản
• 3.1.1. Giới thiệu chung:
• 3.1.2. VI (Virtual Instrument) - Thiết bị ảo
• 3.1.3. Front Panel và Block Diagram
• 3.2. Kỹ thuật lập trình trên LabVIEW
• 3.3. Các công cụ hỗ trợ lập trình
• 3.4. Các cấu trúc điều khiển luồng chương trình
• 3.4.1. Case & Sequence Structures:
• 3.5. SubVI và cách xây dựng subVI
• 3.5.1. Khái niệm SubVI. Xây dựng SubVI
• 3.5.2. Tạo một SubVI từ một VI:
• 3.5.3. Tạo một SubVI từ một phần của VI:
• 3.6. Xây dựng ứng dụng
• 3.7. Gỡ rối và sửa chương trình xây dựng trên LabVIEW
• 3.8. Xây dựng giao diện điều khiền trên máy tính
• 4. Chƣơng 4: THIẾT KẾ CARD GIAO TIẾP
• 4.1. Giới thiệu chung vi điều khiển
• 4.2. Cấu trúc phần cứng của họ vi điều khiển AVR
• 4.2.1. Tổng quan về kiến trúc
• 4.2.2. Các thanh ghi đa dụng
• 4.2.3. Cổng ra vào
• 4.2.4. Bộ nhớ SRAM
• 4.2.5. Cấu trúc ngắt
• 4.2.6. Bộ so sánh analog
• 4.2.7. Bộ biến đổi A/D bên trong
• 4.2.8. Bộ định thời watchdog bên trong
• 4.3. Giới thiệu vi điều khiển ATmega16 (AT90s4414/8515)
• 4.3.1. Mô tả chức năng các chân ATmega16
• 4.4. Giới thiệu vi điều khiển ATtmega8
• 4.4.1. Sơ đồ chân và sơ đồ khối của ATmega8
• 4.4.2. Mô tả chức năng các chân ATmega8
• 4.5. Thiết kế card giao tiếp giữa máy tính và mô hình
• 4.5.1. Sơ đồ giao tiếp giữa máy tính và mô hình:
• 4.5.2. Chuẩn giao tiếp:
• 5. Chƣơng 5: THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
• 5.1. Giới thiệu mô hình
• 5.2. Thiết kế các bộ phận chính trên mô hình
• 5.2.1. Bộ phận tạo mô men cản của mặt đường:
• 5.2.2. Trục lái trợ lực điện và cơ cấu dẫn động:
• 5.2.3. Bộ phận điều khiển:
• 5.3. Thiết kế các bộ phận chức năng trên mô hình hệ thống lái EPS
• 5.3.1. Bộ phận phát tín hiệu tốc độ động cơ:
• 5.3.2. Bộ phận phát tín hiệu tốc độ xe:
• 5.4. Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe:
• 5.5. Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ:
• 5.6. Cảm biến tốc độ bánh xe và sơ đồ truyền tín hiệu trên mô hình
• 5.7. Nguyên lý điều khiển trên mô hình EPS:
• 5.8. Hướng dẫn sử dụng mô hình
• 5.8.1. Điện áp sử dụng cho mô hình:
• 5.8.2. Vận hành mô hình:
• 5.8.2.1. Chuẩn bị thiết bị và kiểm tra:
• 5.8.2.2. Vận hành mô hình khi không kết nối với tính:
• 5.8.2.3. Vận hành mô hình khi kết nối với tính:
• 6. Chƣơng 6: THỰC NGHIỆM
• 6.1. Mục tiêu thực nghiệm
• 6.2. Thiết bị và dụng cụ thực nghiệm
• 6.3. Trình tự thực nghiệm
• 6.4. Tính toán và kiểm nghiệm mô men cản quay vòng tác dụng lên mô hình:
• 6.4.1. Tính toán mô men cản quay vòng cực đại Mc max:
• 6.4.2. Thực nghiệm giá trị mô men cản quay vòng cực đại MCmax
• 6.4.3. Tính toán mô men cản quay vòng MCmax trên xe TOYOTA Prius sản xuất 2004 - 2007
• 6.5. Tính toán kiểm nghiệm lực tác dụng lên vô lăng lái
• 6.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm
• 6.7. Tính toán mô men trợ lực cực đại của motor trợ lực trên mô hình
• 7. Chƣơng 7: KẾT LUẬN - HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• 7.1. Hướng phát triển của đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện

Mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện qua LabVIEW là một công cụ quan trọng trong giáo dục công nghệ ô tô. Mô hình này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ về cấu trúc và hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện mà còn cung cấp trải nghiệm thực tế thông qua mô phỏng. Việc áp dụng phần mềm LabVIEW trong mô hình này cho phép sinh viên thực hành và nắm bắt kiến thức một cách hiệu quả hơn.

1.1. Khái niệm về hệ thống lái trợ lực điện

Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) là công nghệ hiện đại giúp giảm lực cần thiết để điều khiển vô lăng. EPS hoạt động dựa trên cảm biến và động cơ điện, mang lại nhiều lợi ích cho người lái.

1.2. Vai trò của LabVIEW trong mô hình dạy học

LabVIEW là phần mềm mạnh mẽ cho phép mô phỏng và điều khiển các hệ thống điện tử. Việc sử dụng LabVIEW trong mô hình dạy học giúp sinh viên dễ dàng thực hiện các thí nghiệm và phân tích dữ liệu.

II. Thách thức trong việc dạy học hệ thống lái trợ lực điện

Dạy học về hệ thống lái trợ lực điện gặp nhiều thách thức, từ việc truyền đạt kiến thức lý thuyết đến việc thực hành trên mô hình. Một trong những khó khăn lớn nhất là sinh viên thường thiếu kinh nghiệm thực tế và không hiểu rõ cách thức hoạt động của các thành phần trong hệ thống.

2.1. Khó khăn trong việc tiếp cận kiến thức lý thuyết

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hiểu các khái niệm lý thuyết liên quan đến hệ thống lái trợ lực điện, dẫn đến việc áp dụng thực tế không hiệu quả.

2.2. Thiếu thiết bị thực hành phù hợp

Việc thiếu thiết bị thực hành như mô hình hệ thống lái trợ lực điện có thể làm giảm khả năng tiếp thu kiến thức của sinh viên, ảnh hưởng đến chất lượng đào tạo.

III. Phương pháp dạy học hiệu quả cho hệ thống lái trợ lực điện

Để nâng cao hiệu quả dạy học về hệ thống lái trợ lực điện, cần áp dụng các phương pháp giảng dạy hiện đại. Việc kết hợp lý thuyết và thực hành sẽ giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết.

3.1. Kết hợp lý thuyết và thực hành

Giáo viên nên kết hợp giữa lý thuyết và thực hành để sinh viên có thể áp dụng kiến thức vào thực tế, từ đó nâng cao khả năng hiểu biết.

3.2. Sử dụng công nghệ trong giảng dạy

Việc sử dụng công nghệ như LabVIEW trong giảng dạy giúp sinh viên có trải nghiệm thực tế và dễ dàng tiếp cận các khái niệm phức tạp.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện

Mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức mà còn chuẩn bị cho họ những kỹ năng cần thiết để làm việc trong ngành công nghiệp ô tô. Các ứng dụng thực tiễn của mô hình này rất đa dạng, từ việc thiết kế đến bảo trì hệ thống lái.

4.1. Thiết kế và phát triển hệ thống lái

Sinh viên có thể áp dụng kiến thức từ mô hình để thiết kế và phát triển các hệ thống lái trợ lực điện cho xe hơi, đáp ứng nhu cầu thị trường.

4.2. Bảo trì và sửa chữa hệ thống lái

Mô hình cũng giúp sinh viên hiểu rõ quy trình bảo trì và sửa chữa hệ thống lái, từ đó nâng cao khả năng làm việc trong ngành công nghiệp ô tô.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai của mô hình dạy học

Mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện qua LabVIEW là một công cụ hữu ích trong giáo dục công nghệ ô tô. Hướng phát triển tương lai của mô hình này có thể bao gồm việc cải tiến công nghệ và mở rộng nội dung giảng dạy để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp.

5.1. Cải tiến công nghệ mô hình

Cần liên tục cập nhật và cải tiến công nghệ mô hình để đảm bảo sinh viên được tiếp cận với những công nghệ mới nhất trong ngành công nghiệp ô tô.

5.2. Mở rộng nội dung giảng dạy

Mở rộng nội dung giảng dạy để bao gồm các khía cạnh mới của hệ thống lái trợ lực điện, từ đó nâng cao chất lượng đào tạo.