LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tác giả. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 9 năm 2012 Học viên thực hiện Trần Xuân Trình LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và làm luận văn đã giúp em học hỏi thêm rất nhiều được rất nhiều kiến thức bổ ích từ thầy cô, bạn bè. Những kiến thức này giúp em vững vàng hơn về chuyên môn nghiệp vụ sau này.
Có được kết quả như ngày hôm nay, em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Bá Hải, Thầy đã cho em những kiến thức, tận tình hướng dẫn, giúp em xác định hướng đi để em có thể hoàn thành luận văn này. Cùng các bạn trong phòng nghiên cứu HỌC ĐỂ LÀM đã giúp đỡ rất nhiều về nơi làm việc cũng như hỗ trợ về trang thiết bị trong quá trình thực hiện đề tài này. Em cũng xin chân thành gởi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Cơ khí Động Lực của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình làm luận văn. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn với tất cả tấm lòng của mình.Hồ Chí Minh, 10/2012 Học viên thực hiện Trần Xuân Trình Tóm tắt Trong đề tài “Nghiên cứu và phát triến hệ thống điều khiển ga phục vụ điều khiển ô tô từ xa” này người thực hiện đã thực hiện được các công viêc như sau: Đo đạc được độ trễ của tín hiệu khi truyền qua mạng thông qua mạng 3G, đo được độ đáp ứng về sự tăng tốc của xe khi truyền qua mạng, so sánh độ đáp ứng giữa viêc điều khiển trực tiếp và điều khiển từ xa qua.
Do tốc độ truyền dữ liệu qua mạng có một độ trễ nhất định nên cơ cấu được điều khiển sẽ có một độ trễ nhất định so với thực tế và ảnh hưỡng tới chất lượng điều khiển hệ thống ga. Một động cơ một chiều 12V được thiết kế bên trong cơ cấu điều khiển ga để thực hiện việc điều khiển bướm ga nhằm duy trì vị trí mà tài xế điều khiển. Hệ thông cơ bản vẫn giữ được kết cấu cơ khí. Cơ cấu ga điều khiển gián tiếp được gắn song song với hệ thống cơ khí nên xe vẫn có thể hoạt động được 2 chế độ điều khiển trực tiếp hoặc điều khiển từ xa.
Abstract In the project “A study on Throttle -by-wire” is studied vehicle teleoperation. We carried out the as follows: Measure the delay of the signals when transmitted over the network 3G, the response of the acceleration of the car, and the comparison of responses between the direct control and teleoperated control. A 12V DC motor is built in the control structure of the terminal to make the throttle control to maintain the position that the driver controls. Basically the proposed Throttle-by-wire system remains original mechanism.The structure of indirect control throttle is mounted parallelly to the original system.
As the result the car can be still operated by two control modes direct control or teleoperation. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học MỤC LỤC MỤC LỤC. 1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. 6 MỤC LỤC HÌNH.
9 MỤC LỤC BẢNG. 14 Chƣơng 1: TỔNG QUAN.1 Tổng quan và lí do chọn đề tài .2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc.2 Các kết quả nghiên cứu nước ngoài .3 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .2 Nhiệm vụ nghiên cứu .4 Đối tƣợng nghiên cứu .5 Điểm mới của đề tài .6 Giới hạn đề tài .7 Phƣơng pháp nghiên cứu và kế hoạch thực hiện .1 Phương pháp nghiên cứu .2 Kế hoạch thực hiện. 22 Chƣơng 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Chức năng của bƣớm ga .1 Hệ thống ga trực tiếp .2 Hệ thống điều khiển ga gián tiếp .1 Mô đun chân bàn đạp ga điện tử.
Nguyễn Bá Hải -1- HVTH: Trần Xuân Trình Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học 2.2 ECU điều khiển .3 Ưu và nhược điểm .3 Hệ thống ga gián tiếp từ xa .4 Các hệ thống ga được so sánh qua bảng sau .6 Tình hình các hãng đầu tư nghiên cứu hệ thống ga gián tiếp .7 Các vấn đề khó khăn đặt ra khi thiết kế hệ thống ga gian tiếp .2 Cơ sở lý thuyết cảm giác xúc giác (haptics) .1 Ứng dụng của công nghệ Haptics.1 Ứng trên ô tô .2 Ứng dụng haptic trong robot giống người .3 Ứng dụng haptic trong y tế .4 Haptic cho người mù .5 Ứng dụng haptic trong công nghệ thông tin .3 Giới thiệu phần mềm LabVIEW .2 Ứng dụng LabVIEW trong thực tế .2 Lập trình với LabVIEW .4 Thuật toán PID và ứng dụng vào điều khiển động cơ DC .1 Khái niệm về thuật toán PID .2 Điều khiển vị trí động cơ bằng thuật toán PID.5 Lí thuyết điều khiển từ xa .1 Giới thiệu về mạng không dây .2 Tiêu chuẩn mạng không dây hiện nay .3 Kỹ thuật truyền tín hiệu trong mạng không dây.1 DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum. Nguyễn Bá Hải -2- HVTH: Trần Xuân Trình Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học 2.4 Truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến mạng 3G .1 Khái niệm mạng 3G .3 Các thiết bị cần thiết để kết nối 3G.6 Thuật toán điều khiển từ xa qua mạng 3G.1 Chương trình truyền dữ liệu từ máy Server .2 Chương trình nhận dữ liệu từ máy Client. 71 Chƣơng 3: THIẾT KẾ PHẦN CÚNG VÀ LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GA GIÁN TIẾP TỪ XA .1 Thiết kế phần cứng .1 Giới thiệu sơ đồ hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa.2 Chế tạo phần cơ khí của mô hình xe điều khiển gián tiếp từ xa .3 Chế tạo cơ khí hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa .4 Bộ cảm biến đo tốc độ Encoder.2 Xây dựng phần mềm hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa .1 Giới thiệu chung các bộ phận của hệ thống ga gián tiếp từ xa.1 Bàn đạp ga .2 Laptop dùng cho server và Client .3 Giới thiệu card USB HDL 9090 .4 Chọn động cơ điện một chiều điều khiển hệ thống ga .2 Thiết kế phần điện của mô hình .1 Mạch điện được thiết kế điều khiển trong nhà .2 Mạch điện điều khiển ga được điều khiển gián tiếp .3 Thuật toán và lập trình hệ thống điều khiển ga .1 Giới thiệu lưu đồ thuật toán cho hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa .2 Thiết kế phần mềm. Nguyễn Bá Hải -3- HVTH: Trần Xuân Trình Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học Chƣơng 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .1 Kịch bản thử nghiệm và kết quả thử .1 Kịch bản thực nghiệm .2 Kết quả thực nghiệm .3 Đường đặc tuyến của ga và đo thời gian trễ của hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa qua đường đặc tuyến .2 Đo thời gian trễ của hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa bằng thuật toán .1 Thuật toán tính thời gian trễ trên hệ thống điều khiển ga gián tiếp từ xa .2 Thuật toán đo thời gian trễ.
108 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU. 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 112 Phụ lục A: Một số khối (hàm thức) phổ biến trong của LabVIEW. 112 A1 Cấu trúc một số vòng lặp.
112 A2 Một số hàm Delay thời gian. Cách lấy các hàm tính toán và so sánh. 116 Phụ lục B: Thuật toán PID và ứng dụng vào điều khiển động cơ DC. 117 B1 Khái niệm về thuật toán PID.
117 B2 Các lưu ý khi thiết kế bộ điều khiển PID. 118 B3 Điều khiển vị trí động cơ bằng thuật toán PID. Nguyễn Bá Hải -4- HVTH: Trần Xuân Trình Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học B3. Điều khiển vị trí động cơ DC khâu P .2 Điều khiển vị trí động cơ DC bằng khâu PI .3 Điều khiển vị trí động cơ DC bằng khâu PID.
Nguyễn Bá Hải -5- HVTH: Trần Xuân Trình Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3 G (Third Generation) : Hệ thống thông tin thế hệ thứ 3 ABS (Anti-lock braking system) : Hệ thống chống bó cứng phanh ACC (Adaptive Cruise Control) : Hệ thống kiểm soát hành trình ACK (acknowledgment signal) : Thông báo tiếp nhận tốt thông tin ADC ( analog-to-digital converter) : Chuyển đổi tin hiệu từ tương tự sang số Ad-hoc (hay còn gọi là peer-to-peer) : Mạng ngang hàng ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) : Là đường dây thuê bao số bất đối xứng AM/FM (Frequency modulation) : Điều chỉnh tần số tín hiệu ASR (Anti-slip regulation) : Hệ thống chống trượt BAS (Brake Assist) : Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp CSMA/CA (carrier sense multiple access with collision avoidance) : Là giao thức truyền thông tin trong đó các thiết bị mạng tranh nhau sử dụng đường truyền DC ( Direct Current ) : Động cơ một chiều DIR : Đảo chiều DNS (Domain Name System) : Hệ thống tên miền DSC (Dynamic stability control) :Hệ thống kiểm soát sự ổn định chủ động DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) : Trải phổ nhảy tần ECO (Economic Cooperation Organization) : Hệ thống kiểm soát nhiên liệu ECU (Enigine Control Unit) : Bộ điều khiển đông cơ EFI (Electronic Fuel Injection) : Phụn nhiên liệu điện tử ESC (Electronic stability control) : Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic stability program) : Hệ thống cân bằng điện tử GVHD: TS. Nguyễn Bá Hải -6- HVTH: Trần Xuân Trình Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học FFC (Federal Communications Commission) : Trải phổ chuỗi trực tiếp GND ( Ground) : Chân mát GPS (Global Positioning System) : Là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) : Kỹ sư điện và điện tử I/O (input/output or I/O) : Sự giao tiếp giữa hệ thống sử lý thông tin ITU (International Telecommunication Union) : Tổ chức viễn thông thế giới thuộc Liên Hợp Quốc. ISC ( Idle Speed Control System) : Van điều khiển cầm chừng LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) : Ngôn ngữ lập trình đồ họa LAN (Wireless Local Area Network) : Mạng nội bộ LBT (Listen Before Talk) : Nghe trước khi nói MAC Media Access Control : Địa chỉ vật lý của mạng PCI (Peripheral Component Interconnect) : Chuẩn để truyền dữ liệu giữa các thiết bị ngoại vi đến bo mạch chủ.