Luận án tiến sĩ về điều khiển giảm chấn từ trường trong hệ thống treo bán tích cực ô tô con

Mô hình động lực học của hệ thống treo thường được xây dựng dựa trên các khái niệm vật lý cơ bản. Mô hình ¼ của hệ thống treo cho phép phân tích các lực tác động lên khung xe, bao gồm lực trọng trường, lực lò xo và lực giảm chấn. Các phương trình chuyển động được thiết lập để mô tả sự tương tác giữa các thành phần của hệ thống treo. Việc sử dụng mô hình 1 khối lượng giúp đơn giản hóa quá trình tính toán và phân tích, từ đó dễ dàng xác định các thông số chuyển động của thân xe. Đặc biệt, việc áp dụng các mô hình lốp xe hiện đại như mô hình “magic formula” đã giúp nâng cao độ chính xác trong việc mô phỏng động lực học của lốp xe, từ đó cải thiện chất lượng chuyển động của ô tô.

Công nghệ giảm chấn từ trường (MR) đã được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Giảm chấn từ trường sử dụng chất lỏng từ tính để điều chỉnh độ cản giảm chấn, cho phép hệ thống có khả năng phản ứng nhanh chóng với các thay đổi trong điều kiện đường xá. Việc áp dụng công nghệ giảm chấn này không chỉ giúp cải thiện sự thoải mái khi lái xe mà còn nâng cao tính ổn định của xe trong các tình huống khẩn cấp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng giảm chấn từ trường có thể giảm đáng kể độ dịch chuyển của thân xe và thời gian dập tắt dao động, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống treo.

Mô hình hệ thống treo toàn xe được xây dựng dựa trên các yếu tố như khối lượng, độ cứng và hệ số cản. Mô hình này cho phép phân tích toàn diện các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống treo. Việc sử dụng các phương trình động lực học giúp xác định các lực tác động lên khung xe và bánh xe, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho việc điều chỉnh giảm chấn từ trường. Mô hình này cũng giúp đánh giá khả năng dập tắt dao động của hệ thống treo trong các điều kiện khác nhau.

Mô hình tham số cho giảm chấn MR được xây dựng để mô phỏng các đặc tính của chất lỏng từ tính. Các thông số như độ nhớt và cấu trúc của chất lỏng được xác định để đảm bảo tính chính xác trong mô phỏng. Mô hình này cho phép đánh giá hiệu quả của giảm chấn từ trường trong việc điều chỉnh độ cản giảm chấn theo thời gian thực. Việc áp dụng mô hình này giúp nâng cao khả năng dập tắt dao động và giảm lực tác động từ mặt đường lên thân xe, từ đó cải thiện sự thoải mái khi lái xe.

Bộ điều khiển LQR được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống treo. Thuật toán này cho phép điều chỉnh độ cản giảm chấn dựa trên các thông số trạng thái của hệ thống. Việc áp dụng bộ điều khiển LQR giúp nâng cao khả năng dập tắt dao động và giảm lực tác động từ mặt đường lên thân xe. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bộ điều khiển LQR có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của giảm chấn từ trường trong các điều kiện khác nhau.

Bộ quan sát Kalman được sử dụng để cải thiện độ chính xác trong việc điều chỉnh giảm chấn từ trường. Bộ lọc Kalman cho phép hệ thống theo dõi các thông số trạng thái một cách chính xác, từ đó nâng cao hiệu suất của bộ điều khiển. Việc áp dụng bộ quan sát Kalman giúp giảm thiểu sai số trong quá trình điều chỉnh độ cản giảm chấn, từ đó cải thiện khả năng dập tắt dao động và giảm lực tác động từ mặt đường lên thân xe.