Mô phỏng quá trình phanh có điều khiển ABS sử dụng phần mềm matlab (Nguyễn Văn Hải)



Đồ án tốt nghiệp này sẽ trình bày các cơ sở lý thuyết về quá trình phanh của ô tô; cấu tạo cơ bản, nguyên lý làm việc cũng như cơ chế điều khiển của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS. Dựa trên các nguồn tài liệu lý thuyết liên quan đến đề tài nghiên cứu, tiến hành chọn lọc, phân tích, giải thích các bản chất vật lý của các hiện tượng xảy ra trong quá trình phanh. Từ đó, đưa ra cơ sở lý thuyết tính toán kết hợp với phần mềm mô phỏng MATLAB để tiến hành xây dựng các thuật toán mô phỏng, đánh giá hiệu quả của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS. Để quá trình mô phỏng đảm bảo tính chính xác cao và gần với thực tế nhất, các số liệu phục vụ cho quá trình mô phỏng sẽ sử dụng các thông số kỹ thuật của xe Toyota Corolla Altis 2.0. Kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ tạo cơ sở để thực hiện các nghiên cứu khác có tính ứng dụng thực tế liên quan đến hệ thống chống bó cứng phanh ABS như: thiết kế hệ thống cảnh báo an toàn hệ thống phanh cho xe, thiết bị kiểm tra mức độ an toàn của hệ thống phanh …

Với sự phát triển của ngành ô tô Việt Nam như hiện nay, cùng với chiến lược phát triển của nhà nước, chính sách nội địa hoá phụ tùng ôtô trong việc sản xuất và lắp ráp đã tạo điều kiện cho các nhà thiết kế nghiên cứu, chế tạo các cụm, các hệ thống trên ôtô trong trước, trong đó có hệ thống phanh. Vấn đề nghiên cứu thiết kế và chế tạo các phần tử của hệ thống phanh ABS là phù hợp với xu hướng phát triển của nhà nước về chủ trương nội địa hoá sản phẩm ôtô của Việt Nam. Chính vì vậy, em đã quyết định thực hiện đề tài: 

“Mô phỏng quá trình phanh có điều khiển ABS sử dụng phần mềm MATLAB”.

Trong tình hình hiện nay, ngành ôtô của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên để có thể độc lập chế tạo các chi tiết của ô tô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào thực tế. Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều khiển hệ thống phanh ôtô hiện đại nhằm ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp đen ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn đề rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai không xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản xuất ra những sản phẩm ô tô riêng của Việt Nam. 

Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài này là nhằm xây dựng cơ sở lý thuyết  cho  hệ  thống  phanh  ABS,  từ  cơ  sở  đó  thực  hiện  mô  phỏng  trên  phần  mềm MATLAB để thấy rõ diễn biến cũng như hiệu quả của quá trình phanh có điều khiển ABS.


NỘI DUNG:



Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS 2

1.2 Tình hình nghiên cứu của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS

trên thế giới 3

1.3 Tình hình nghiên cứu của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS

ở Việt Nam 4

1.4 Tổng quan về hệ thống phanh

1.4.1 Cơ cấu phanh 5

1.4.2 Dẫn động phanh 10

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Lực phanh sinh ra ở bánh xe 17

2.2 Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu 19

2.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh 21

2.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 22

2.3.2 Thời gian phanh 23

2.3.3 Quãng đường phanh 23

2.3.4 Lực phanh và lực phanh riêng 25

2.4 Cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh và chống bó cứng bánh xe khi phanh 26

2.4.1 Điều hòa lực phanh 26

iv

2.4.2 Chống hãm cứng bánh xe khi phanh 29

2.5 Giản đồ phanh và chỉ tiêu phanh thực tế 31

2.6 Tính ổn định của ô tô khi phanh 35

2.7 Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS 38

2.7.1 Cấu trúc chung của hệ thống ABS 38

2.7.2 Phân loại hệ thống ABS theo kiểu điều khiển 39

2.7.3 Các phương án bố trí cơ cấu điều khiển của hệ thống ABS 40

2.7.4 Quá trình điều khiển của hệ thống ABS 43

2.7.5 Các chế độ làm việc khi phanh của hệ thống ABS 51

Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG

BÁNH XE ABS

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm Matlab 54

3.1.1 Giao diện Matlab 54

3.1.2 Các lệnh thông dụng trong Matlab 54

3.2 Nội dung tính toán và mô phỏng 55

3.2.1 Mô phỏng diễn biến áp suất dầu phanh tại cơ cấu phanh, tổng mô men phanh của

xe 55

3.2.2 Mô phỏng gia tốc bánh xe 57

3.2.3 Mô phỏng tốc độ dài bánh xe và tốc độ góc bánh xe 58

3.2.4 Các số liệu ban đầu để thực hiện quá trình mô phỏng 60

Chương 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

4.1 Trường hợp 1 61

4.2 Trường hợp 2 65

4.3 Trường hợp 3 69

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC








LINK DOWNLOAD



Đồ án tốt nghiệp này sẽ trình bày các cơ sở lý thuyết về quá trình phanh của ô tô; cấu tạo cơ bản, nguyên lý làm việc cũng như cơ chế điều khiển của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS. Dựa trên các nguồn tài liệu lý thuyết liên quan đến đề tài nghiên cứu, tiến hành chọn lọc, phân tích, giải thích các bản chất vật lý của các hiện tượng xảy ra trong quá trình phanh. Từ đó, đưa ra cơ sở lý thuyết tính toán kết hợp với phần mềm mô phỏng MATLAB để tiến hành xây dựng các thuật toán mô phỏng, đánh giá hiệu quả của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS. Để quá trình mô phỏng đảm bảo tính chính xác cao và gần với thực tế nhất, các số liệu phục vụ cho quá trình mô phỏng sẽ sử dụng các thông số kỹ thuật của xe Toyota Corolla Altis 2.0. Kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ tạo cơ sở để thực hiện các nghiên cứu khác có tính ứng dụng thực tế liên quan đến hệ thống chống bó cứng phanh ABS như: thiết kế hệ thống cảnh báo an toàn hệ thống phanh cho xe, thiết bị kiểm tra mức độ an toàn của hệ thống phanh …

Với sự phát triển của ngành ô tô Việt Nam như hiện nay, cùng với chiến lược phát triển của nhà nước, chính sách nội địa hoá phụ tùng ôtô trong việc sản xuất và lắp ráp đã tạo điều kiện cho các nhà thiết kế nghiên cứu, chế tạo các cụm, các hệ thống trên ôtô trong trước, trong đó có hệ thống phanh. Vấn đề nghiên cứu thiết kế và chế tạo các phần tử của hệ thống phanh ABS là phù hợp với xu hướng phát triển của nhà nước về chủ trương nội địa hoá sản phẩm ôtô của Việt Nam. Chính vì vậy, em đã quyết định thực hiện đề tài: 

“Mô phỏng quá trình phanh có điều khiển ABS sử dụng phần mềm MATLAB”.

Trong tình hình hiện nay, ngành ôtô của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên để có thể độc lập chế tạo các chi tiết của ô tô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào thực tế. Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều khiển hệ thống phanh ôtô hiện đại nhằm ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp đen ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn đề rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai không xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản xuất ra những sản phẩm ô tô riêng của Việt Nam. 

Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài này là nhằm xây dựng cơ sở lý thuyết  cho  hệ  thống  phanh  ABS,  từ  cơ  sở  đó  thực  hiện  mô  phỏng  trên  phần  mềm MATLAB để thấy rõ diễn biến cũng như hiệu quả của quá trình phanh có điều khiển ABS.


NỘI DUNG:



Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS 2

1.2 Tình hình nghiên cứu của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS

trên thế giới 3

1.3 Tình hình nghiên cứu của hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS

ở Việt Nam 4

1.4 Tổng quan về hệ thống phanh

1.4.1 Cơ cấu phanh 5

1.4.2 Dẫn động phanh 10

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Lực phanh sinh ra ở bánh xe 17

2.2 Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu 19

2.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh 21

2.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 22

2.3.2 Thời gian phanh 23

2.3.3 Quãng đường phanh 23

2.3.4 Lực phanh và lực phanh riêng 25

2.4 Cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh và chống bó cứng bánh xe khi phanh 26

2.4.1 Điều hòa lực phanh 26

iv

2.4.2 Chống hãm cứng bánh xe khi phanh 29

2.5 Giản đồ phanh và chỉ tiêu phanh thực tế 31

2.6 Tính ổn định của ô tô khi phanh 35

2.7 Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS 38

2.7.1 Cấu trúc chung của hệ thống ABS 38

2.7.2 Phân loại hệ thống ABS theo kiểu điều khiển 39

2.7.3 Các phương án bố trí cơ cấu điều khiển của hệ thống ABS 40

2.7.4 Quá trình điều khiển của hệ thống ABS 43

2.7.5 Các chế độ làm việc khi phanh của hệ thống ABS 51

Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG

BÁNH XE ABS

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm Matlab 54

3.1.1 Giao diện Matlab 54

3.1.2 Các lệnh thông dụng trong Matlab 54

3.2 Nội dung tính toán và mô phỏng 55

3.2.1 Mô phỏng diễn biến áp suất dầu phanh tại cơ cấu phanh, tổng mô men phanh của

xe 55

3.2.2 Mô phỏng gia tốc bánh xe 57

3.2.3 Mô phỏng tốc độ dài bánh xe và tốc độ góc bánh xe 58

3.2.4 Các số liệu ban đầu để thực hiện quá trình mô phỏng 60

Chương 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

4.1 Trường hợp 1 61

4.2 Trường hợp 2 65

4.3 Trường hợp 3 69

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC








LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: