Nghiên cứu, thiết kế mô phỏng hệ thống phanh ABS và EBD trên xe BMW X7 và BMW 320i bằng phần mềm Matlab Simulink và Carsi (Trần Hải Đăng) Full

1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế mô phỏng hệ thống phanh ABS và EBD trên xe BMW X7 và BMW 320i bằng phần mềm Matlab Simulink và Carsim.

2. Nhiệm vụ đề tài:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về phanh, hệ thống chống phanh bó cứng (ABS) và phân phối lực phanh điện tử (EBD).

- Xây dựng thuật toán điều khiển và mô phỏng ABS, EBD trên phần mềm Matlab Simulink và Carsim.

- Phân tích các kết quả mô phỏng thông qua đồ thị và video.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................... 1

1.1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................... 1

1.2. Mục đích của việc nghiên cứu đề tài ......................................................................... 1

1.3. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................... 2

1.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 3

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 4

2.1. Tổng quan về lý thuyết phanh ô tô ............................................................................ 4

2.1.1. Lực phanh và momen phanh cần thiết trên ô tô ................................................. 4

2.1.1.1. Lực phanh và các momen tác dụng lên bánh xe khi phanh ......................... 4

2.1.1.2. Lực phanh ô tô và điều kiện đảm bảo phanh tối ưu ..................................... 5

2.1.1.3. Phân bố lực phanh và momen của xe ô tô khi phanh .................................. 8

2.1.1.4. Momen phanh cần thiết tại các cơ cấu phanh ............................................ 10

2.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh ............................................................... 12

2.1.2.1. Gia tốc chậm dần khi phanh ...................................................................... 12

2.1.2.2. Thời gian phanh ......................................................................................... 13

2.1.2.3. Quãng đường phanh ................................................................................... 14

2.1.2.4. Lực phanh và lực phanh riêng ................................................................... 15

2.1.3. Ổn định của ô tô khi phanh nếu các lực phanh phân bố không đều. ................ 15

2.1.4. Vấn đề chống hãm cứng bánh xe khi phanh..................................................... 19

2.2. Tổng quan về hệ thống ABS ................................................................................... 20

2.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống ABS ................................................................... 20

2.2.2. Mục tiêu hệ thống ABS .................................................................................... 21

2.2.3. Ưu và khuyết điểm của hệ thống ABS ............................................................. 23

2.2.3.1. Ưu điểm ..................................................................................................... 23

2.2.3.2. Khuyết điểm ............................................................................................... 24

2.2.4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết hệ thống ABS ................. 24

2.2.4.1. Cảm biến tốc độ bánh xe ........................................................................... 26

2.2.4.2. Hộp điều khiển điện tử (ECU) ................................................................... 28

2.2.4.3. Bộ chấp hành thủy lực ............................................................................... 29

2.2.5. Các trạng thái làm việc của hệ thống ABS ....................................................... 32

2.2.5.1. Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động) ....................................... 33

2.2.5.2. Khi phanh gấp (ABS hoạt động) ............................................................... 33

2.2.6. Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS ............................................................. 34

2.2.7. Chu trình điều khiển của hệ thống ABS ........................................................... 36

2.3. Tổng quan hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD ............................................. 37

2.3.1. Giới thiệu hệ thống EBD .................................................................................. 37

2.3.2. Ưu và khuyết điểm của hệ thống EBD ............................................................. 38

2.3.2.1. Ưu điểm ..................................................................................................... 38

2.3.2.2. Khuyết điểm ............................................................................................... 39

2.3.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống EBD ............................................................ 39

2.3.3.1. Vai trò và cấu tạo của hệ thống phân bố lực phanh điện tử trên ô tô ........ 40

2.3.3.2. Cách thức hoạt động của hệ thống EBD .................................................... 40

2.4. Giới thiệu tổng quan về đối tượng nghiên cứu mô phỏng ...................................... 41

2.4.1. Giới thiệu xe BMW X7 (G07) .......................................................................... 41

2.4.2. Giới thiệu xe BMW 320i (G20) ....................................................................... 42

CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ABS TRÊN PHẦN MỀM CARSIM VÀ

SIMULINK ........................................................................................................................ 44

3.1. Tổng quan về phần mềm Simulink ......................................................................... 44

3.2. Giới thiệu phần mềm Carsim .................................................................................. 44

3.3. Hệ thống điều khiển được tích hợp vào hệ thống phanh trên ô tô .......................... 45

3.3.1. Hệ thống điều khiển vòng kín .......................................................................... 45

3.3.2. Bộ điều khiển Bang-Bang ................................................................................ 45

3.3.3. Bộ điều khiển PID ............................................................................................ 45

3.4. Nhiệm vụ và mục tiêu của thiết kế mô phỏng ......................................................... 46

3.5. Xây dựng, thiết lập thông số của xe và các điều kiện mô phỏng trên Simulink và

Carsim ............................................................................................................................ 47

3.5.1. Thông số kỹ thuật của BMW X7 (G07) và BMW 320i (G20) ........................ 47

3.5.2. Xây dựng và thiết lập các trường hợp mô phỏng ............................................. 53

3.5.3. Thiết lập các thông số điều khiển đầu vào đầu ra liên kết với Simulink trên

Carsim ......................................................................................................................... 59

3.6. Xây dựng và thiết lập mô hình các khối điều khiển trên Simulink ......................... 60

3.6.1. Sơ đồ khối điều khiển phanh ABS ................................................................... 60

3.6.2. Độ trượt mong muốn ........................................................................................ 61

3.6.3. Các bộ điều khiển ............................................................................................. 63

3.6.3.1. Bộ điều khiển ON/OFF .............................................................................. 63

3.6.3.2. Bộ điều khiển PID ..................................................................................... 65

3.6.3.3. Khối điều khiển EBD ................................................................................. 68

3.6.4. Khối bộ chấp hành phanh và hàm truyền thủy lực ........................................... 72

3.6.5. Khối liên kết Carsim bên simulink ................................................................... 74

3.6.6. Khối tính toán độ trượt ..................................................................................... 74

3.6.7. Thiết lập đồng hồ đo đồ thị mô phỏng trên Simulink ...................................... 75

CHƯƠNG 4. ĐỒ THỊ VÀ NHẬN XÉT ............................................................................ 77

4.1. Trên đường thẳng có hai hệ số bám ........................................................................ 77

4.1.1. Các bộ điều khiển với xe BMW X7 ................................................................. 77

4.1.1.1. Đồ thị vận tốc ............................................................................................. 77

4.1.1.2. Đồ thị độ trượt ........................................................................................... 79

4.1.1.3. Đồ thị áp suất phanh .................................................................................. 80

4.1.1.4. Đồ thị quãng đường phanh ........................................................................ 81

4.1.1.5. Kết luận ...................................................................................................... 82

4.1.2. Hai phân khúc với bộ điều khiển ON/OFF ...................................................... 83

4.1.2.1. Đồ thị vận tốc ............................................................................................. 83

4.1.2.2. Đồ thị trượt ................................................................................................ 84

4.1.2.3. Đồ thị áp suất phanh .................................................................................. 85

4.1.2.4. Đồ thị quãng đường phanh ........................................................................ 86

4.1.2.5. Kết luận ...................................................................................................... 86

4.2. Phanh trên đoạn đường cong ................................................................................... 87

vii

4.2.1. Các bộ điều khiển với xe BMW X7 ................................................................. 87

4.2.1.1. Đồ thị vận tốc ............................................................................................. 87

4.2.1.2. Đồ thị độ trượt ........................................................................................... 89

4.2.1.3. Đồ thị áp suất phanh .................................................................................. 90

4.2.1.4. Đồ thị quãng đường phanh ........................................................................ 91

4.2.1.5. Kết luận ...................................................................................................... 92

4.2.2. Hai phân khúc với bộ điều khiển ON/OFF ...................................................... 93

4.2.2.1. Đồ thị vận tốc ............................................................................................. 93

4.2.2.2. Đồ thị độ trượt ........................................................................................... 94

4.2.2.3. Đồ thị áp suất phanh .................................................................................. 95

4.2.2.4. Đồ thị quãng đường phanh ........................................................................ 96

4.2.2.5. Kết luận ...................................................................................................... 96

4.3. Phanh né vật cản ...................................................................................................... 97

4.3.1. Các khối điều khiển của xe BMW X7 .............................................................. 97

4.3.1.1. Đồ thị vận tốc ............................................................................................. 97

4.3.1.2. Đồ thị độ trượt ........................................................................................... 99

4.3.1.3. Đồ thị áp suất phanh ................................................................................ 100

4.3.1.4. Đồ thị quãng đường phanh ...................................................................... 101

4.3.1.5. Nhận xét ................................................................................................... 102

4.3.2. Hai phân khúc với bộ điều khiển ON/OFF .................................................... 102

4.3.2.1. Đồ thị vận tốc ........................................................................................... 102

4.3.2.2. Đồ thị độ trượt ......................................................................................... 104

4.3.2.3. Đồ thị áp suất phanh ................................................................................ 104

viii

4.3.2.4. Đồ thị quãng đường phanh ...................................................................... 105

4.3.2.5. Kết luận .................................................................................................... 105

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................... 106

5.1. Kết luận ................................................................................................................. 106

5.2. Kiến nghị ............................................................................................................... 107

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 108

PHỤ LỤC .

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)