Luận án Nghiên cứu điều khiển giảm chấn từ trường trong hệ thống treo bán tích cực trên ô tô con

Tên luận án:

Nghiên cứu điều khiển giảm chấn từ trường trong hệ thống treo bán tích cực trên ô tô con

Ngành:

Thông tin này không được cung cấp rõ ràng trong văn bản.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào thiết kế và đánh giá hệ thống điều khiển nâng cao cho hệ thống treo bán tích cực sử dụng giảm chấn từ trường (MR) trên ô tô con. Mục tiêu chính là cải thiện khả năng dập tắt dao động của hệ thống treo và giảm giá thành bằng cách tối ưu hóa số lượng cảm biến.

Nghiên cứu bắt đầu bằng việc xây dựng các mô hình hệ thống treo ¼ và các mô hình tham số cho giảm chấn MR (Bouc-Wen và Dahl). Các mô hình này được mô phỏng để khảo sát đặc tính giảm chấn MR dưới tác dụng của các dạng điện áp điều khiển khác nhau và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến hiệu quả dập tắt dao động của hệ thống treo.

Một đóng góp quan trọng là phát triển bộ điều khiển LQG (Linear Quadratic Gaussian), kết hợp bộ điều khiển LQR (Linear Quadratic Regulator) và bộ quan sát Kalman. Bộ điều khiển này được thiết kế để hoạt động hiệu quả với chỉ hai cảm biến (đặt trên thân xe và bánh xe), giúp giảm chi phí mà vẫn đảm bảo hiệu suất điều khiển tối ưu. Luận án đã xác định các thông số điều khiển và ma trận trọng số phù hợp cho bộ lọc Kalman.

Để kiểm chứng, một thiết bị thí nghiệm kiểm tra đặc tính giảm chấn MR đã được thiết kế và chế tạo tại Việt Nam, sử dụng giảm chấn MR từ xe Acura 2011. Kết quả thực nghiệm được so sánh với mô phỏng để xác định độ chính xác của các mô hình và tham số đã sử dụng. Các phân tích cho thấy bộ điều khiển LQG2 cải thiện đáng kể sự êm dịu của thân xe và khả năng bám đường, đặc biệt ở tốc độ cao, bằng cách giảm biên độ dịch chuyển và gia tốc cực đại cũng như giá trị RMS so với hệ thống thụ động.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
  • 1.1. Đặt vấn đề
  • 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
    • 1.2.1 Động lực học hệ thống treo
    • 1.2.2. Thiết kế hệ thống treo thụ động
    • 1.2.3. Hệ thống treo điều khiển điện tử
    • 1.2.4 Cảm biến trong hệ thống treo điều khiển điện tử
    • 1.2.5. Kỹ thuật điều khiển
      • a. Hệ thống treo dạng Skyhook
      • b. Hệ thống treo Groundhook
      • c. Điều khiển phi tuyến
      • d. Điều khiển chế độ trượt
      • e. Điều khiển tuyến tính
      • f. Bộ lọc Kalman
  • 1.3. Chỉ tiêu đánh giá hệ thống treo
  • 1.4. Mục tiêu luận án
  • 1.5. Đóng góp mới của luận án
  • 1.6. Nội dung của luận án
  • 1.7. Bố cục luận án
  • 1.8. Kết luận
• CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH
  • 2.1. Đặt vấn đề
    • 2.1.1. Mô hình hệ thống treo toàn xe
    • 2.1.2. Mô hình hệ thống treo ½
    • 2.1.3. Mô hình hệ thống treo ¼
    • 2.1.4. Mô hình hệ thống treo ¼ bán tích cực
  • 2.2. Giảm chấn từ tính
    • 2.2.1. Chất lỏng từ tính
    • 2.2.2. Chất lỏng MR
    • 2.2.3. Kết cấu giảm chấn MR
  • 2.3. Mô hình giảm chấn MR
    • 2.3.1. Mô hình bán tĩnh
      • a. Mô hình đối xứng trục
      • b. Mô hình mặt phẳng song song
    • 2.3.2. Mô hình tham số giảm chấn MR
      • a. Mô hình giảm chấn theo Bouc-Wen
      • b. Mô hình giảm chấn MR theo Dahl [7]
    • 2.2.2. Mô phỏng đặc tính giảm chấn
      • a. Mục đích mô phỏng
      • b. Kịch bản mô phỏng
      • c. Kết quả mô phỏng và nhận xét
    • 2.2.3. Đánh giá đặc tính điều khiển đến hoạt động của giảm chấn MR
      • a. Sơ đồ mô phỏng
      • b. Kết quả
  • 2.4. Mô hình hệ thống treo có giảm chấn MR
    • 2.4.1. Mô hình tổng thể
    • 2.4.2. Mô phỏng hoạt động
      • a. Phương án mô phỏng
  • 2.5. Kết luận
• CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG, THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
  • 3.1. Đặt vấn đề
  • 3.2. Bộ điều khiển LQR
  • 3.3. Bộ quan sát Kalman (bộ lọc Kalman)
  • 3.4. Bộ điều khiển LQG
  • 3.5. Mô phỏng và lựa chọn bộ điều khiển
    • 3.5.1. Kịch bản mô phỏng
    • 3.5.2. Kết quả và đánh giá
      • a. Sử dụng 02 cảm biến cùng loại
      • b. Sử dụng 2 cảm biến khác loại, lắp cùng vị trí
  • 3.6. Đánh giá hiệu quả bộ điều khiển LQG2
    • 3.6.1. Đánh giá theo xung tác động dạng sin
    • 3.6.2. Đánh giá dưới tác động của mặt đường ngẫu nhiên
  • 3.7. Kết luận
• CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ GIẢM CHẤN MR
  • 4.1. Mục đích
  • 4.2. Yêu cầu của bệ thử
  • 4.3. Trình tự thực hiện
  • 4.4. Cấu tạo vào nguyên lý hoạt động của bệ thử.
    • 4.4.1. Sơ đồ nguyên lý bệ thử
      • a. Xác định dịch chuyển và vận tốc cần piston
  • 4.5. Kết cấu thiết bị thí nghiệm đặc tính giảm chấn
    • 4.5.1. Kết cấu
    • 4.5.2. Các thông số của thiết bị
    • 4.5.3. Các bộ phận trên thiết bị
  • 4.6. Thực nghiệm xác định đặc tính giảm chấn
    • 4.6.1. Kịch bản thử nghiệm
    • 4.6.2. Kết quả thử nghiệm
      • a. Kết quả
      • b. Xác định lực đàn hồi
    • 4.6.3. Xác định thông số mô phỏng trên mô hình Dahl
      • a. So sánh đặc tính giảm chấn giữa mô phỏng và thực nghiệm
      • b. Xác định thông số trong mô hình Dahl
  • 4.7. Kết luận
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
  • Luận án đã đạt được kết quả như sau:
  • Các hạn chế của đề tài:
  • Hướng nghiên cứu và giải quyết tiếp: