Nghiên cứu hệ thống chuyển số gián tiếp cho ô tô điều khiển từ xa

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

Tóm tắt

Abstract

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

MỤC LỤC HÌNH

MỤC LỤC BẢNG

1. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan và lý do chọn đề tài

1.2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

1.2.1. Mục đích nghiên cứu

1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu

1.3. Đối tƣợng nghiên cứu

1.4. Điểm mới của đề tài

1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu

1.6. Phạm vi nghiên cứu

1.7. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.7.1. Tình hình nghiên cứu trong nước

1.7.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài

2. CHƢƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về các loại hộp số trên ô tô

2.1.1. Hộp số thường

2.1.1.1. Công dụng của hộp số thường

2.1.1.2. Cấu tạo hộp số thường

2.1.1.3. Nguyên lý hoạt động hộp số thường

2.1.1.4. Ưu điểm và nhược điểm của hộp số thường

2.1.2. Hộp số tự động có cấp

2.1.2.1. Khái quát về hộp số tự động có cấp

2.1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hộp số tự động có cấp

2.1.2.3. Ưu điểm và nhược điểm của hộp số tự động có cấp

2.2. Hộp số tự động vô cấp

2.2.1. Khái quát hộp số vô cấp

2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số tự động vô cấp

2.2.2.1. Hộp số tự động vô cấp FORD CTX (Continuously Variable Transaxle)

2.2.2.2. Hộp số tự động vô cấp Extroid CVT (Continuously Variable Automatic Transmission ) của Nissan

2.2.3. Ưu điểm và nhược điểm của hộp số tự động có cấp

2.3. Hệ thống chuyển số gián tiếp (Shift-by-wire)

2.3.1. Khái quát về hệ thống chuyển số gián tiếp (Shift-by-wire)

2.3.2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống

2.3.3. Tình hình nghiên cứu hệ thống chuyển số gián tiếp các hãng

2.3.3.1. Hệ thống SmartShift của hãng sản xuất xe đầu kéo Freightliner

2.3.3.2. Hệ thống X-by-wire trên xe BMW 7 series

2.3.4. Hệ thống chuyển số gián tiếp từ xa

2.3.4.1. Khái quát hệ thống điều khiển chuyển số gián tiếp từ xa

2.3.4.2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển chuyển số gián tiếp từ xa

2.4. So sánh các hệ thống chuyển số

2.5. Các vấn đề khó khăn đặt ra khi thiết kế hệ thống chuyển số gian tiếp

2.6. Cơ sở lý thuyết cảm giác xúc giác (haptics)

2.6.1. Ứng dụng công nghệ haptics

2.6.1.1. Ứng dụng trong lĩnh vực ô tô

2.6.1.1.1. Thiết bị giao diện điều khiển từ xa

2.6.1.1.2. Thiết bị iDrive Touch trên BMW

2.6.1.2. Ứng dụng trong lĩnh vực y tế

2.6.1.2.1. Cánh tay phẫu thuật ROBOCAST

2.6.1.2.2. Máy cảm biến siêu nhỏ cho phẫu thuật viên

2.6.1.3. Ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ máy tính

2.6.1.3.1. Công nghệ màn hình cảm ứng Tixel

2.6.1.3.2. Thiết bị chơi game Angry Birds

2.6.1.3.3. Chuột không dây Suma công nghệ cảm biến xúc giác

2.6.1.4. Ứng dụng trong lĩnh vực khác

2.6.1.4.1. Nokia và công nghệ xúc giác

2.6.1.4.2. Ngón tay xúc giác

2.7. Giới thiệu phần mền LabVIEW

2.7.1. Lập trình với LabVIEW

2.8. Thuật toán PID và ứng dụng vào điều khiển động cơ DC

2.8.1. Khái niệm thuật toán PID

2.8.2. Bản chất toán học của thuật toán PID

2.8.3. Điều khiển PID cho động cơ DC

2.8.4. Điều khiển vị trí động cơ DC bằng khâu P

2.9. Thuật toán điều khiển từ xa qua mạng wifi

2.9.1. Chương trình truyền dữ liệu từ máy Server

2.9.2. Chương trình nhận dữ liệu từ máy Client

2.10. Tổng quan về mạng không dây

2.10.1. Giới thiệu về mạng không dây

2.10.2. Các mô hình mạng không dây

2.10.2.1. Mô hình Ad-Hoc

2.10.2.2. Mô hình Infrastructure

2.10.3. Đánh giá mạng không dây

2.10.3.1. Nhược điểm

2.11. Công nghệ truyền dữ liệu qua 3G

2.11.1. Giới thiệu mạng 3G

3. CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN CHO HỆ THỐNG

3.1. Chế tạo hệ thống chuyển số từ xa

3.1.1. Giới thiệu sơ đồ hệ thống chuyển số điều khiển gián tiếp từ xa

3.1.2. Chế tạo phần cơ khí của mô hình xe điều khiển gián tiếp từ xa

3.1.3. Chế tạo hệ thống chuyển số gián tiếp từ xa

3.1.3.1. Cần chuyển số trong phòng điều khiển

3.1.3.2. Laptop dùng cho server và client

3.1.3.3. Card USB HDL 9090

3.1.3.4. Động cơ dẫn động cơ cấu chuyển số

3.1.3.5. Công tắc hành trình

3.2. Thiết kế phần điện của cơ cấu chuyển số gián tiếp từ xa

3.2.1. Mạch điện được thiết kế điều khiển

3.2.2. Mạch điện cơ cấu chuyển số gián tiếp trên xe

3.3. Xây dựng phần mềm điều khiển cơ cấu chuyển số gián tiếp điều khiển từ xa

3.3.1. Lưu đồ thuật toán cho hệ thống chuyển số gián tiếp từ xa

3.3.2. Thiết kế phần mềm

3.3.2.1. Chương trình server trong xe

3.3.2.2. Chương trình server client trong phòng điều khiển

3.3.2.3. Chương trình client trong xe

4. CHƢƠNG 4: THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

4.1. Mục tiêu thử nghiệm

4.2. Kết quả thử nghiệm

4.2.1. Đo thời gian chuyển số gián tiếp và gián tiếp từ xa

4.2.2. Đo thời gian trễ của tín hiệu mạng 3G bằng thuật toán

4.2.2.1. Thuật toán tính thời gian trễ của tín hiệu mạng

4.2.2.2. Chương trình đo thời gian trễ

5. CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Hƣớng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về hệ thống chuyển số gián tiếp cho ô tô điều khiển từ xa

Hệ thống chuyển số gián tiếp cho ô tô điều khiển từ xa đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất vận hành mà còn nâng cao tính an toàn và tiện ích cho người sử dụng. Hệ thống này cho phép điều khiển hộp số mà không cần sử dụng các cơ cấu cơ khí truyền thống, thay vào đó là các cảm biến và động cơ điện. Việc nghiên cứu và phát triển hệ thống này mở ra nhiều cơ hội mới cho việc ứng dụng công nghệ trong ô tô.

1.1. Khái niệm về hệ thống chuyển số gián tiếp

Hệ thống chuyển số gián tiếp (shift-by-wire) là công nghệ thay thế các cơ cấu cơ khí bằng các cảm biến điện tử và động cơ điện. Điều này giúp giảm thiểu trọng lượng và tăng độ chính xác trong việc điều khiển hộp số.

1.2. Lợi ích của việc điều khiển từ xa trong ô tô

Việc điều khiển từ xa không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn giúp tăng cường an ninh cho phương tiện. Người dùng có thể dễ dàng kiểm soát xe từ khoảng cách xa, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp.

II. Thách thức trong việc phát triển hệ thống chuyển số gián tiếp

Mặc dù hệ thống chuyển số gián tiếp mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình phát triển. Các vấn đề như độ tin cậy của hệ thống, thời gian trễ trong việc truyền tín hiệu và khả năng tương thích với các hệ thống hiện có là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ tin cậy của hệ thống chuyển số gián tiếp

Độ tin cậy là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống chuyển số gián tiếp. Cần đảm bảo rằng hệ thống hoạt động ổn định trong mọi điều kiện, tránh xảy ra sự cố trong quá trình vận hành.

2.2. Thời gian trễ trong điều khiển từ xa

Thời gian trễ khi truyền tín hiệu qua mạng không dây có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Việc tối ưu hóa thời gian trễ là cần thiết để đảm bảo phản hồi nhanh chóng và chính xác.

III. Phương pháp phát triển hệ thống chuyển số gián tiếp

Để phát triển hệ thống chuyển số gián tiếp, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu và thiết kế hiện đại. Việc sử dụng phần mềm lập trình như LabVIEW giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển và giám sát hệ thống.

3.1. Thiết kế hệ thống điều khiển

Thiết kế hệ thống điều khiển bao gồm việc lựa chọn các cảm biến, động cơ và mạch điện phù hợp. Cần đảm bảo rằng các thành phần này hoạt động đồng bộ và hiệu quả.

3.2. Lập trình và kiểm tra hệ thống

Sử dụng phần mềm LabVIEW để lập trình và kiểm tra hệ thống là một bước quan trọng. Điều này giúp phát hiện và khắc phục các lỗi trong quá trình hoạt động của hệ thống.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống chuyển số gián tiếp

Hệ thống chuyển số gián tiếp đã được ứng dụng trong nhiều loại xe, từ xe quân sự đến xe thương mại. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống này không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn nâng cao tính an toàn cho người lái.

4.1. Kết quả thử nghiệm trên xe quân sự

Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống chuyển số gián tiếp hoạt động ổn định trên xe quân sự, cho phép điều khiển chính xác và nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp.

4.2. Ứng dụng trong xe thương mại

Hệ thống này cũng đã được áp dụng trong các loại xe thương mại, giúp cải thiện trải nghiệm lái xe và tăng cường an toàn cho hành khách.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai của hệ thống

Hệ thống chuyển số gián tiếp cho ô tô điều khiển từ xa đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ này sẽ giúp nâng cao hiệu suất và an toàn cho các phương tiện trong tương lai.

5.1. Tương lai của công nghệ chuyển số gián tiếp

Công nghệ chuyển số gián tiếp hứa hẹn sẽ trở thành tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp ô tô, với nhiều cải tiến về hiệu suất và tính năng.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa hệ thống và phát triển các ứng dụng mới, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu và phát triển hệ thống chuyển số gián tiếp phục vụ điều khiển ô tô từ xa