Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử: Ứng Dụng Mô Hình Động Lực Học Xe Bốn Bánh Vào Hệ Thống Labcar

• Tác giả: Nguyễn Tấn Lộc
• Người hướng dẫn: TS. Trần Việt Hồng
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ điện tử
• Đề tài: Ứng Dụng Mô Hình Động Lực Học Xe Bốn Bánh Trong Hệ Thống Labcar
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.2. Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống ABS
• 1.3. Nghiên cứu hệ thống ESP
• 1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.5. Tính cấp thiết của luận văn
• 1.6. Bài toán mô phỏng bài và giới hạn đề tài
• 1.7. Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ
• 2.1. Hệ thống ABS
• 2.1.1. Nguyên lý hoạt động
• 2.2. Hệ thống ESP

I. Mô hình động lực học xe bốn bánh

Mô hình động lực học là nền tảng để phân tích và mô phỏng hành vi của xe bốn bánh. Trong luận văn, mô hình này được xây dựng với ba bậc tự do, bao gồm chuyển động tịnh tiến, quay và lắc. Phân tích động lực học giúp hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống như lực ma sát, hệ số trượt và điều kiện Ackermann. Mô hình toán học được áp dụng để mô phỏng các tình huống thực tế, từ đó đưa ra các giải pháp điều khiển tối ưu.

1.1. Mô hình hóa hệ thống ABS

Hệ thống ABS được mô hình hóa dựa trên nguyên lý điều khiển hệ số trượt. Khi hệ số trượt vượt quá ngưỡng tối ưu, hệ thống sẽ giảm áp lực phanh để bánh xe không bị bó cứng. Mô hình này sử dụng các phương trình động lực học để tính toán lực ma sát và vận tốc góc của bánh xe. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của bộ điều khiển bang-bang trong việc duy trì hệ số trượt ở mức tối ưu.

1.2. Mô hình hóa hệ thống ESP

Hệ thống ESP được nghiên cứu dựa trên mô hình động lực học phức tạp hơn, bao gồm cả góc trượt và vận tốc xoay của xe. Mô hình này yêu cầu nhiều đầu vào hơn như góc lái, gia tốc và vận tốc góc. Bộ điều khiển ESP được thiết kế để phân bố lực phanh hợp lý trên các bánh xe, giúp xe duy trì ổn định trong các tình huống nguy hiểm.

II. Hệ thống Labcar và ứng dụng công nghệ

Hệ thống Labcar là công cụ quan trọng trong việc kiểm thử phần mềm nhúng cho các hệ thống ABS và ESP. Luận văn tập trung vào việc kết hợp mô hình mô phỏng với Labcar CS1000 để tạo ra môi trường kiểm thử gần giống thực tế. Các đầu vào như vận tốc, gia tốc và vận tốc góc được mô phỏng để kích hoạt các chức năng cần kiểm thử. Phân tích hệ thống cho thấy khả năng ứng dụng cao của Labcar trong việc giảm chi phí và thời gian kiểm thử.

2.1. Cấu tạo và hoạt động của Labcar CS1000

Labcar CS1000 là hệ thống thí nghiệm được sử dụng để mô phỏng các đầu vào cho phần mềm nhúng. Cấu tạo của Labcar bao gồm các module phần cứng và phần mềm, cho phép kết nối với các thiết bị ngoại vi. Cách thức đưa đầu vào vào Labcar được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác trong quá trình kiểm thử.

2.2. Phương án sử dụng file ICS

Phương án sử dụng file ICS được đề xuất để tối ưu hóa quá trình mô phỏng. File ICS chứa các thông số đầu vào như vận tốc, gia tốc và vận tốc góc, giúp Labcar tạo ra các tín hiệu phù hợp với điều kiện thực tế. Phân tích phương án này cho thấy hiệu quả trong việc giảm thời gian và chi phí kiểm thử.

III. Thực nghiệm và đánh giá kết quả

Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu quả của mô hình động lực học và hệ thống Labcar trong việc kiểm thử các chức năng ABS và ESP. Các kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu thực tế để đánh giá độ chính xác. Hướng phát triển của đề tài bao gồm việc mở rộng mô hình để kiểm thử các chức năng phức tạp hơn và tích hợp thêm các công nghệ mới.

3.1. Kết quả kiểm thử ABS

Kết quả kiểm thử ABS cho thấy hệ thống hoạt động hiệu quả trong việc duy trì hệ số trượt ở mức tối ưu. Áp suất phanh được điều chỉnh chính xác trên các bánh xe, giúp xe duy trì ổn định trong các tình huống phanh gấp.

3.2. Kết quả kiểm thử ESP

Kết quả kiểm thử ESP cho thấy khả năng phân bố lực phanh hợp lý trên các bánh xe, giúp xe duy trì ổn định trong các tình huống bẻ lái. Các thông số như góc trượt và vận tốc xoay được kiểm soát chặt chẽ, đảm bảo an toàn cho người lái.