Thiết kế bộ quan sát hệ số trượt và ước lượng tốc độ cho ô tô điện

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Khái quát đối tượng nghiên cứu

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Điều khiển chuyển động xe ô tô điện

1.4. Các trạng thái cơ bản của xe ô tô

1.5. Giới hạn nội dung nghiên cứu và đề xuất yêu cầu của luận án

1.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu

1.6.1. Ước lượng trạng thái xe ô tô điện

1.6.2. Các nghiên cứu về điều khiển lực kéo - TCS

1.7. Đề xuất phương hướng thực hiện nghiên cứu

1.8. Kết luận chương

2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG XE Ô TÔ ĐIỆN

2.1. Tóm tắt nội dung

2.2. Cấu hình mô hình mô phỏng

2.3. Mô hình hóa động học và động lực học xe ô tô điện

2.3.1. Động học xe ô tô

2.3.2. Động lực học xe ô tô

2.3.3. Mô phỏng kiểm chứng

2.4. Xây dựng hệ thống mô phỏng Signal Hardware-in-the-loop cho xe ô tô điện

2.4.1. Mô phỏng Hardware-in-the-loop - Định nghĩa và phân loại

2.4.2. Cấu hình hệ thống mô phỏng Signal Hardware-in-the-loop cho xe ô tô điện

2.4.3. Mô hình hệ thống truyền động xe ô tô điện

2.4.4. Thiết kế ghép nối phần cứng và tổng thể hệ thống

2.5. Kết quả kiểm chứng mô hình

2.5.1. Các kịch bản thử nghiệm

2.6. Kết luận chương

3. CHƯƠNG 3: ƯỚC LƯỢNG TRẠNG THÁI XE Ô TÔ ĐIỆN

3.1. Tóm tắt nội dung

3.2. Tổng hợp dữ liệu đa cảm biến - mô hình và một số vấn đề cần giải quyết

3.3. Nâng cao tốc độ trích mẫu của cảm biến bằng bộ lọc Multirate Kalman

3.3.1. Giới thiệu chung

3.3.2. Bộ lọc Multirate Kalman

3.3.3. Đề xuất cải tiến bộ lọc Multirate Kalman

3.3.4. Kết quả mô phỏng

3.4. Ước lượng trực tiếp hệ số trượt xe ô tô điện

3.4.1. Mô hình thu gọn xe ô tô điện

3.4.2. Thiết kế bộ ước lượng trực tiếp hệ số trượt

3.4.3. Thiết kế bộ quan sát trực tiếp hệ số trượt

3.4.4. Kết quả mô phỏng

3.5. Ước lượng tốc độ dài sử dụng Tổng hợp dữ liệu đa cảm biến

3.5.1. Tổng hợp tối ưu thông tin từ nhiều nguồn dữ liệu

3.5.2. Ứng dụng cho ước lượng vận tốc tuyệt đối

3.6. Kết luận chương

4. CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN HỆ SỐ TRƯỢT

4.1. Tóm tắt nội dung

4.2. Giới thiệu chung

4.3. Điều khiển giới hạn hệ số trượt

4.3.1. Cấu hình hệ thống điều khiển đề xuất

4.3.2. Xây dựng bộ điều khiển

4.3.3. Kết quả mô phỏng

4.4. Điều khiển chống trượt trên cơ sở giới hạn mô men truyền cực đại

4.4.1. Ước lượng mô men truyền cực đại MTTE (Maximum Transmissible Torque Estimation)

4.4.2. Cải tiến bộ điều khiển giới hạn mô men cực đại

4.4.3. Phân tích và khảo sát tính ổn định

4.4.4. Kết quả mô phỏng

4.5. Kết luận chương

5. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

5.1. Tóm tắt nội dung

5.2. Xây dựng hệ thống thực nghiệm

5.2.1. Thiết kế hệ thống phần cứng

5.2.2. Hệ thống tham chiếu DAS-3

5.2.3. Lắp đặt hệ thống

5.2.4. Xây dựng hệ thống thực nghiệm điều khiển Signal Hardware-in-the-loop

5.3. Kết quả thực nghiệm

5.3.1. Đặc điểm đường chạy thử

5.3.2. Phương pháp đánh giá kết quả ước lượng

5.3.3. Thử nghiệm độc lập hệ thống thu thập dữ liệu

5.3.4. Thử nghiệm thuật toán nâng cao tốc độ trích mẫu

5.3.5. Ước lượng tham số xe ô tô điện

5.3.6. Điều khiển chuyển động xe ô tô điện

5.4. Kết luận chương

KẾT LUẬN

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Trong phần này, luận án trình bày tổng quan về đối tượng nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu và các trạng thái cơ bản của xe ô tô điện. Ô tô điện đang trở thành xu hướng phát triển mạnh mẽ trong ngành công nghiệp ô tô. Việc ước lượng trạng thái của xe ô tô điện, bao gồm hệ số trượt và tốc độ, là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất. Mục tiêu nghiên cứu là thiết kế bộ quan sát để ước lượng chính xác các thông số này, từ đó cải thiện khả năng điều khiển và an toàn cho người lái. Các trạng thái cơ bản của xe ô tô như tốc độ, hệ số trượt, và góc lái đều có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất điều khiển. Việc xác định rõ ràng các trạng thái này sẽ giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển và nâng cao hiệu suất của ô tô điện.

1.1 Khái quát đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là ô tô điện, một loại phương tiện giao thông sử dụng động cơ điện thay vì động cơ đốt trong. Ô tô điện có nhiều ưu điểm như khả năng tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và khả năng tăng tốc nhanh chóng. Tuy nhiên, việc điều khiển ô tô điện đòi hỏi phải có các hệ thống cảm biến và thuật toán điều khiển chính xác để đảm bảo an toàn và hiệu suất. Luận án sẽ tập trung vào việc phát triển các phương pháp ước lượng trạng thái cho ô tô điện, đặc biệt là hệ số trượt và tốc độ. Điều này sẽ giúp cải thiện khả năng điều khiển và an toàn cho người lái trong các điều kiện vận hành khác nhau.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế bộ quan sát để ước lượng hệ số trượt và tốc độ cho ô tô điện. Việc ước lượng chính xác các thông số này sẽ giúp cải thiện khả năng điều khiển và an toàn cho người lái. Nghiên cứu sẽ phát triển các thuật toán ước lượng dựa trên dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau, nhằm tối ưu hóa quá trình điều khiển. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: (1) Phát triển mô hình động học cho ô tô điện; (2) Thiết kế bộ quan sát để ước lượng hệ số trượt; (3) Nâng cao tốc độ trích mẫu của cảm biến để cải thiện độ chính xác của ước lượng.

II. Mô hình hóa và mô phỏng xe ô tô điện

Phần này tập trung vào việc mô hình hóa và mô phỏng ô tô điện. Mô hình hóa động học và động lực học là rất quan trọng để hiểu rõ cách thức hoạt động của ô tô điện trong các điều kiện khác nhau. Luận án sẽ trình bày cấu hình mô hình mô phỏng, bao gồm các yếu tố như cảm biến tốc độ, hệ thống điều khiển, và các lực tác động lên xe. Việc mô phỏng sẽ giúp kiểm chứng các thuật toán ước lượng và điều khiển được phát triển. Hệ thống mô phỏng sẽ được xây dựng dựa trên phương pháp Signal Hardware-in-the-loop, cho phép kiểm tra các kịch bản thực tế và đánh giá hiệu suất của hệ thống điều khiển. Kết quả mô phỏng sẽ cung cấp thông tin quý giá để cải thiện thiết kế và hiệu suất của ô tô điện.

2.1 Cấu hình mô hình mô phỏng

Cấu hình mô hình mô phỏng cho ô tô điện bao gồm các thành phần chính như động cơ, hệ thống truyền động, và các cảm biến. Mô hình này sẽ giúp phân tích động học và động lực học của xe trong các tình huống khác nhau. Việc sử dụng mô hình mô phỏng cho phép kiểm tra các thuật toán ước lượng và điều khiển trong môi trường an toàn trước khi triển khai thực tế. Các thông số như tốc độ, hệ số trượt, và các lực tác động sẽ được mô phỏng để đánh giá hiệu suất của hệ thống điều khiển. Kết quả từ mô phỏng sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho việc phát triển các thuật toán điều khiển và ước lượng.

2.2 Mô hình hóa động học và động lực học xe ô tô điện

Mô hình hóa động học và động lực học của ô tô điện là một phần quan trọng trong nghiên cứu. Động học xe ô tô liên quan đến chuyển động của xe, trong khi động lực học liên quan đến các lực tác động lên xe. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển và nâng cao hiệu suất. Luận án sẽ trình bày các phương pháp mô hình hóa động học và động lực học, bao gồm các yếu tố như hệ số trượt, tốc độ, và các lực tác động. Kết quả từ mô hình hóa sẽ được sử dụng để phát triển các thuật toán ước lượng và điều khiển cho ô tô điện.

III. Ước lượng trạng thái xe ô tô điện

Phần này tập trung vào việc ước lượng trạng thái của ô tô điện, bao gồm hệ số trượt và tốc độ. Việc ước lượng chính xác các thông số này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất trong quá trình điều khiển. Luận án sẽ trình bày các phương pháp ước lượng dựa trên dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau, nhằm tối ưu hóa quá trình điều khiển. Các thuật toán ước lượng sẽ được phát triển để xử lý dữ liệu từ các cảm biến, giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ trích mẫu. Kết quả từ quá trình ước lượng sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho hệ thống điều khiển, từ đó nâng cao hiệu suất và an toàn cho người lái.

3.1 Tổng hợp dữ liệu đa cảm biến

Tổng hợp dữ liệu từ nhiều cảm biến là một phần quan trọng trong việc ước lượng trạng thái của ô tô điện. Các cảm biến khác nhau cung cấp thông tin về tốc độ, hệ số trượt, và các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình điều khiển. Việc kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn sẽ giúp cải thiện độ chính xác của ước lượng. Luận án sẽ trình bày các phương pháp tổng hợp dữ liệu, bao gồm các kỹ thuật lọc và đồng bộ thông tin. Kết quả từ quá trình tổng hợp sẽ cung cấp thông tin chính xác hơn về trạng thái của xe, từ đó hỗ trợ cho hệ thống điều khiển.

3.2 Ước lượng trực tiếp hệ số trượt xe ô tô điện

Ước lượng trực tiếp hệ số trượt của ô tô điện là một nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu. Hệ số trượt ảnh hưởng lớn đến khả năng điều khiển và an toàn của xe. Luận án sẽ trình bày các phương pháp ước lượng trực tiếp, bao gồm các thuật toán và mô hình được phát triển để tính toán hệ số trượt. Kết quả từ quá trình ước lượng sẽ được so sánh với các phương pháp khác để đánh giá độ chính xác và hiệu suất. Việc ước lượng chính xác hệ số trượt sẽ giúp cải thiện khả năng điều khiển và an toàn cho người lái trong các điều kiện vận hành khác nhau.

Luận án nghiên cứu thiết kế bộ quan sát hệ số trượt và ước lượng tốc độ cho điều khiển lực kéo ở ô tô điện