Luận án tiến sĩ: Điều khiển ổn định quỹ đạo ô tô bằng lái 4 bánh

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU

1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Đặc điểm giao thông Việt Nam

1.1.1. Sự phát triển cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ tại Việt Nam

1.2. Sự gia tăng phương tiện giao thông đường bộ; tai nạn giao thông đường bộ

1.2.1. An toàn chủ động

1.2.2. Ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô

1.2.2.1. Các nguyên nhân gây ra mất ổn định quỹ đạo chuyển động

1.3. Các giải pháp ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô

1.4. Xu hướng phát triển hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

1.4.1. Hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng dẫn động bằng cơ khí

1.4.2. Hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng dẫn động bằng thủy lực

1.4.3. Hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng dẫn động bằng điện tử

1.5. Các nghiên cứu trong và ngoài nước

1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

1.6. Mục tiêu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu của đề tài

1.7. Kết luận Chương 1

2. ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG LÁI BỐN BÁNH DẪN HƯỚNG

2.1. Động học hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

2.1.1. Động học đổi hướng chuyển động của ô tô với hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

2.1.2. Quan hệ góc xoay bánh xe phía trước và phía sau trên ô tô bốn bánh dẫn hướng thực tế

2.1.3. Động học hình thang lái phía sau trên ô tô bốn bánh dẫn hướng

2.2. Động lực học hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

2.3. Động lực học ô tô

2.3.1. Mô hình hai vết trong mặt phẳng

2.3.2. Mô hình không gian xác định phản lực thẳng đứng

2.4. Mô phỏng động lực học bộ chấp hành hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

2.4.1. Cơ sở lý thuyết điều chế xung PWM

2.4.2. Sơ đồ Simulink mô phỏng bộ phận chấp hành hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

2.4.3. Mô phỏng bộ chấp hành hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

2.5. Kết luận Chương 2

3. ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ BỐN BÁNH DẪN HƯỚNG

3.1. Mô hình động lực học một vết của hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

3.2. Giải pháp thiết kế bộ điều khiển hệ thống lái 4WS

3.2.1. Mục đích thiết kế bộ điều khiển hệ thống lái 4WS

3.2.2. Giới thiệu một số phương pháp điều khiển hệ thống lái 4WS

3.3. Thiết kế bộ điều khiển hệ thống lái 4WS

3.3.1. Sơ đồ mô phỏng động lực học chuyển động của ô tô với hệ thống lái bốn bánh dẫn hướng

3.3.2. Cơ sở lý thuyết của bộ điều khiển PID

3.3.3. Giải thuật di truyền GA

3.3.4. Thiết kế bộ điều khiển PID-GA cho hệ thống lái 4WS

3.4. Khảo sát tính ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô

3.4.1. Mô hình Matlab/Simulink mô phỏng động lực học ô tô với hệ thống lái 4WS điều khiển PID-GA

3.4.2. Khảo sát khả năng ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô ở các trạng thái chuyển động

3.5. Kết luận Chương 3

4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

4.1. Mục đích và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

4.1.1. Mục đích, đối tượng và các thông số cần đo

4.1.2. Các phương pháp thí nghiệm

4.1.3. Lựa chọn phương pháp thí nghiệm

4.2. Thiết kế và chế tạo mô hình thí nghiệm

4.2.1. Kết cấu cơ khí

4.2.2. Cảm biến đo tải trọng

4.2.3. Cảm biến đo góc xoay vô lăng

4.2.4. Máy tính kết nối

4.3. Các khối chức năng bộ điều khiển hệ thống lái sau 4WS

4.4. Quy trình thực nghiệm

4.4.1. Các thông số kỹ thuật

4.4.2. Các bước thực nghiệm

4.4.3. Đánh giá sai số mô hình thực nghiệm

4.5. Mô hình Matlab/Simulink thực nghiệm mô phỏng động lực học ô tô với hệ thống lái 4WS điều khiển PID-GA

4.6. Chế độ chuyển động thẳng với vận tốc 80 km/h có gió ngang

4.7. Chế độ quay vòng thiếu với vận tốc 60 km/h

4.8. Chế độ quay vòng thừa với vận tốc 60 km/h

4.9. Kết luận Chương 4

KẾT LUẬN

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC A. SO SÁNH GIÁ TRỊ THÍ NGHIỆM

A.1. Chế độ đi thẳng gió ngang 80 km/h

A.2. Quay vòng thiếu 60 km/h

A.3. Quay vòng thừa 60 km/h

CODE MATLAB

PHỤ LỤC C. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM