Đề tài Ứng dụng phần mềm Matlab-Simulink mô phỏng hệ thống phanh ABS trên xe du lịch

MỤC LỤC

Trang

Giới thiệu chung . 4

 Lý do chọn đề tài . . . . . 4

 Bố cục của đồ án. . .5

Chương I : Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

1.1.Lịch sử phát triển của cơ cấu ABS. 6

1.2. Nội dung , nhiệm vụ của đề tài. 7

1.3. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu.8

Chương II : Hệ thống chống bó cứng bánh xe

2.1. Lực và mô men tác động lên xe trong trong mặt phẳng dọc. . 9

2.2. Cơ sở lí thuyết về điều hòa lực phanh chống bócứng bánh xe khi phanh . 17

2.3. Sự bám của bánh xe với mặt đường 27

2.4. Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS. 33

2.5. Sơ đồ của hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS) . 40

2.6. Quá trình điều khiển của ABS . 46

2.7. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cả cơ cấu ABS .55

2.8. Các trạng thái phanh 65

Chương III : Mô phỏngbằng Matlab - Simulink

3.1 Giới thiệu nội dung chính của Matlab – Simulink; Matlab - State flow 67

3.2. Sơ đồ mô phỏng . 69

3.3. Mô phỏng các cụm của hệ thống 71

Chương IV : Kết quả mô phỏng và phân tích

4.1. Trường hợp 1 : . 90

4.2. Trường hợp 2 : . 92

4.3. Trường hợp 3 : . 95

4.4. Trường hợp 4: . 97

4.5. Trường hợp5: bốn bánh hệ số bám khác nhau 101

4.6. Kết luận và kiến nghị . 103

pdf105 trang | Chuyên mục: MATLAB | Chia sẻ: dkS00TYs | Lượt xem: 2807 | Lượt tải: 2download
Tóm tắt nội dung Đề tài Ứng dụng phần mềm Matlab-Simulink mô phỏng hệ thống phanh ABS trên xe du lịch, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
dưới 10(km/h) nên lúc đó 
momen phanh được điều khiển dao động với biên độ nhỏ gia tốc góc bánh xe giảm nhanh 
tuyến tính về 0,vận tốc xe giảm về nhanh 0,quãng đường phanh với trường hợp này khoảng 
47m,thời gian phanh khoảng 4.2 giây 
4.2. Trường hợp 2 : đang chạy đều trên đường nhựa ướt hoặc đường bê tông ướt 
phanh đột ngột với, 
Hình 4.11- đồ thị vận tốc 
Hình 4.12-đồ thị quãng đường phanh 
www.oto-hui.com
 Hình 4.13- Mômen phanh bánh sau trái Hình 4.14-Mômen phanh bánh trước phải 
Hình 4.15-Mômen phanh bánh sau phải Hình 4.16- Mômen phanh bánh trước trái 
Hình 4.17-Vận tốc góc bánh trước trái Hình 4.18-Vận tốc góc bánh sau phải 
www.oto-hui.com
Hình 4.19-Vận tốc góc bánh trước phải 
Hình 4.20-Vận tốc góc bánh sau trái 
* Nhận xét : trường hợp này hệ số bám của bánh xe với mặt đường nhỏ hơn trường 
hợp1 nên quãng đường phanh dài hơn,thời qian phanh lâu hơn trường hợp1 
Giai đoạn 1: khi xe chạy đều với vận tốc 72(km/h) phanh đột ngột khoảng 0.1 giây 
đầu lưu lượng dầu tăng nhanh nhưng do cơ cấu phanh ở các bánh xe nên mômen phanh 
tăng chậm,vận tốc giảm trong thời gian nhanh hơn trường hợp trước vì hệ số bám của bánh 
xe với mặt đường nhỏ hơn,dẫn tới gia tốc góc bánh xe,vận tốc của xe giảm ít trong giai 
đoạn này 
 Giai đoạn 2 : Sau khoảng 0.4 giây tiếp tục đạp bàn đạp phanh lưu lựợng dầu tăng 
nhanh mômen phanh của cả 4 bánh xe đều tăng nhanh từ 0 đến 650(Nm) làm cho gia tốc 
góc và vận tốc góc giảm nhanh tuyến tính từ khoảng 60(rad/s) xuống còn 48(rad/s) 
 Giai đoạn 4 : khoảng 8 giây cuối lúc đó momen phanh giảm về độ lớn biểu thị dưới 
dạng xung hình sin,được điều khiển dao động với biên độ giảm dần gia tốc góc bánh xe 
cũng dao động với biên độ giảm nhanh về 0,vận tốc xe giảm về nhanh 0,quãng đường 
phanh với trường hợp này khoảng 85m,thời gian phanh khoảng 8.5 giây 
www.oto-hui.com
4.3. Trường hợp 3 : đang chạy đều trên đường cát khô hoặc đường đá sỏi khô 
phanh đột ngột với, 
Hình 4.21- Đồ thị vận tốc 
Hình 4.22-Đồ thị quãng đường phanh 
 Hình 4.23- Mômen phanh bánh sau trái Hình 4.24-Mômen phanh bánh trước phải 
www.oto-hui.com
 Hình 4.25- Mômen phanh bánh sau phải Hình 4.26- Mômen phanh bánh trước trái 
Hình 4.27-Vận tốc góc bánh trước trái 
Hình 4.28-Vận tốc góc bánh sau phải 
 Hình 4.29-Gia tốc góc bánh trước phải 
 Hình 4.30-Gia tốc góc bánh sau trái 
www.oto-hui.com
* Nhận xét : trường hợp này hệ số bám của bánh xe với mặt đường nhỏ hơn 2 
trường hợp trên nên quãng đường phanh dài hơn,thời qian phanh lâu hơn cả 2 trường 
hợp,mômen phanh cực đại của cả 4 bánh đều nhỏ hơn trường hợp trên Mpmax = 560 (Nm) 
Giai đoạn 1: khi xe chạy đều với vận tốc 72(km/h) phanh đột ngột khoảng 0.1 giây 
đầu lưu lượng dầu tăng nhanh nhưng do cơ cấu phanh ở các bánh xe nên mômen phanh 
tăng chậm,vận tốc giảm trong thời gian nhanh hơn trường hợp trước vì hệ số bám của bánh 
xe với mặt đường nhỏ hơn,dẫn tới gia tốc góc bánh xe,vận tốc của xe giảm ít trong giai 
đoạn này 
 Giai đoạn 2 : Sau khoảng 0.4 giây tiếp tục đạp bàn đạp phanh lưu lựợng dầu tăng 
nhanh mômen phanh của cả 4 bánh xe đều tăng nhanh từ 0 đến 560(Nm) làm cho gia tốc 
góc và vận tốc góc giảm nhanh tuyến tính từ khoảng 60(rad/s) xuống còn 48(rad/s) 
 Giai đoạn 4 : khoảng 9 giây cuối lúc đó momen phanh giảm về độ lớn biểu 
thị dưới dạng xung hình sin,được điều khiển dao động với biên độ giảm dần gia tốc góc 
bánh xe cũng dao động với biên độ giảm nhanh về 0,vận tốc xe giảm về nhanh 0,quãng 
đường phanh với trường hợp này khoảng 100m,thời gian phanh khoảng 9.5 giây 
4.4. Trường hợp 4 : đang chạy đều trên đường đất sét khô hoặc đường đất quê khô 
phanh đột ngột với, 
HHinh 4.31- Đồ thị vận tốc 
Hình 4.32-Đồ thị quãng đường phanh 
www.oto-hui.com
 Hình 4.33- Mômen phanh bánh sau trái 
Hình 4.34- Mômen phanh bánh trước phải 
Hình 4.35- Mômen phanh bánh sau phải 
Hình 4.36- Mômen phanh bánh trước trái 
Hình 4.37-Vận tốc góc bánh trước trái Hình 4.38-Vận tốc góc bánh sau phải 
www.oto-hui.com
Hình 4.39-Vận tốc góc bánh trước phải Hình 4.40-Vận tốc góc bánh sau trái 
* Nhận xét : trường hợp này hệ số bám của bánh xe với mặt đường lớn hơn và vận 
tốc lúc bắt đầu phanh nhỏ hơn trường hợp 2và3 nên quãng đường phanh ngắn hơn,thời qian 
phanh ít hơn cả 2 trường hợp,mômen phanh cực đại của cả 4 bánh đều lớn hơn trường hợp 
trên Mpmax = 760 (Nm) 
 Giai đoạn 1: khi xe chạy đều với vận tốc 54(km/h) phanh đột ngột khoảng 0.1 giây 
đầu lưu lượng dầu tăng nhanh nhưng do cơ cấu phanh ở các bánh xe nên mômen phanh 
tăng nhanh,vận tốc giảm trong thời gian nhanh hơn trường hợp trước vì hệ số bám của 
bánh xe với mặt đường lớn hơn trường hợp 2 và 3,dẫn tới gia tốc góc bánh xe,vận tốc của 
xe giảm ít trong giai đoạn này 
 Giai đoạn 2 : Sau khoảng 0.5 giây tiếp tục đạp bàn đạp phanh lưu lựợng dầu tăng 
nhanh mômen phanh của cả 4 bánh xe đều tăng nhanh từ 0 đến 760(Nm) làm cho gia tốc 
góc và vận tốc góc giảm nhanh tuyến tính từ khoảng 48(rad/s) xuống còn 35(rad/s) 
 Giai đoạn 4 : khoảng 4 giây cuối lúc đó momen phanh giảm về độ lớn biểu 
thị dưới dạng xung hình sin,được điều khiển dao động với biên độ giảm dần gia tốc góc 
bánh xe cũng dao động với biên độ giảm nhanh về 0,vận tốc xe giảm về nhanh 0,quãng 
đường phanh với trường hợp này khoảng 37m,thời gian phanh khoảng 4.6 giây 
www.oto-hui.com
 4.5. Trường hợp 5 : đang chạy đều trên đường nhựa khô hoặc đường bê tông khô 
nhưng hệ số bám của 4 bánh khác nhau phanh đột ngột với, 
Hình 41 : Đồ thị vận tốc Hình 42 :Đồ thị quãng đường phanh 
Hình 43 : vận tốc góc bánh trước phải 
Hình 44 : vận tốc góc bánh sau trái 
www.oto-hui.com
 Hình 45 : vận tốc góc bánh trước trái 
Hình 46 : vận tốc góc bánh sau phải 
 Hình 47 : Momen phanh bánh sau trái Hình 48 : momen phanh bánh trước phải 
 Hình 49 : Momen phanh bánh sau phải Hình 50 : Momen phanh bánh trước trái 
www.oto-hui.com
* Nhận xét : trường hợp này hệ số bám của bánh xe với mặt đường ở 4 bánh là khác 
nhau nên mômen phanh của cả 4 bánh khác nhau 
 Giai đoạn 1: khi xe chạy đều với vận tốc 72(km/h) phanh đột ngột khoảng 0.1 giây 
đầu lưu lượng dầu tăng nhanh nhưng do cơ cấu phanh ở các bánh xe nên mômen phanh 
tăng nhanh,vận tốc giảm trong thời gian nhanh hơn trường hợp trước vì hệ số bám của 
bánh xe với mặt đường lớn hơn trường hợp 2 và 3,dẫn tới gia tốc góc bánh xe,vận tốc của 
xe giảm ít trong giai đoạn này 
 Giai đoạn 2 : Sau khoảng 0.5 giây tiếp tục đạp bàn đạp phanh lưu lựợng dầu tăng 
nhanh mômen phanh của cả 4 bánh xe đều tăng nhanh từ 0 đến 760(Nm) làm cho gia tốc 
góc và vận tốc góc giảm nhanh tuyến tính từ khoảng 48(rad/s) xuống còn 35(rad/s) 
 Giai đoạn 4 : khoảng 3 giây cuối lúc đó momen phanh giảm về độ lớn biểu 
thị dưới dạng xung hình sin,được điều khiển dao động với biên độ giảm dần gia tốc góc 
bánh xe cũng dao động với biên độ giảm nhanh về 0,vận tốc xe giảm về nhanh 0,quãng 
đường phanh với trường hợp này khoảng 37m,thời gian phanh khoảng 4.6 giây 
4.6. Kết luậnvà Kiến nghị 
4.6.1. Kết luận 
a). Đề tài đã đạt được mục tiêu và nội dung đặt ra, có ý nghĩa nghiên cứu và tìm 
hiểu trong trình bày giảng dạy, đánh giá cụ thể qua các nội dung sau: 
- Đã nghiên cứu về lý thuyết cơ bản của quá trình phanh ôtô; lý thuyết và chế độ 
điều khiển của hệ thống ABS trên cơ sở các tài liệu và hệ thống thực tế trên xe; 
- Phân tích bản chất vật lý cơ bản, công thức và ứng dụng phần mềm Matlab 
Simulink, Matlab- Statefow để diễn tả, mô phỏng trạng thái làm việc các phần tử của hệ 
thống chống bó cứng bánh xe ABS. Quá trình mô phỏng đã hoàn thành các nội dung: 
+ Xây dựng được mô hình mô phỏng; 
+ Xác định giá trị các thông số của mô hình mô phỏng; 
+ Xác định các thông số (điều kiện, tín hiệu) đầu vào, đầu ra, thông số nhập của ECU. 
+ Xác định kết quả xuất ra: Vận tốc của xe, vận tốc góc bánh xe, mô men phanh 
sinh ra tại bánh xe chủ động, độ trượt của bánh xe khi khi phanh, của hệ thống ABS … 
+ Xác định và đánh giá được bằng kết quả (dưới dạng đồ thị ) trong trường hợp hệ 
số bám giữa lốp xe với mặt đường thay đổi . 
+ Đề tài có ý nghĩa thực tiễn là đóng góp vào nghiên cứu khoa học chuyên ngành ô tô. 
b)-Tuy nhiên, do thời gian, kinh phí có hạn nên đề tài còn có một hạn chế sau đây 
trong quá trình thực hiện đề tài 
- Chưa tiến hành thực nghiệm để kiểm nghiệm kết quả, mới dừng lại ở nghiên cứu 
lý thuyết. 
- Mới xét ô tô chuyển động và phanh trên đường thẳng,đường bằng chưa xét tới ô tô 
phanh gấp trên đường vòng và đường dốc... 
4.6.2. Hướng phát triển của đề tài và kiến nghị 
1. Xét thêm ảnh hưởng của các yếu tố trong trường hợp ô tô phanh trên đường 
vòng và đường dốc, sự biến thiên của phản lực đường tác dụng lên bánh xe. 
 2. Hoàn thiện ECU để ô tô có thể đáp ứng và điều khiển tốt trong điều khiển 
chống hãm cứng bánh xe khi phanh. 
www.oto-hui.com
LỜI KẾT 
 Trong thời gian làm đồ án em đã khẩn trương thu thập tài liệu, đọc, cùng 
với các kiến thức đã học để thực hiện đề tài. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện 
em đã gặp không ít những khó khăn , song với sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô 
trong khoa , đặc biệt là thầy Đồng minh Tuấn đã giúp em hoàn thành được đồ 
án. Qua đó giúp em hiểu sâu hơn về qui trình thiết kế đồ án mô phỏng nói riêng 
cũng như qui trình thiết kế đồ án nói chung, qua đây cũng giúp em biết cách tập 
hợp tài liệu kết hợp cùng với kiến thức của mình đã học để thiết kế một hệ thống 
chi tiết máy . 
 Với đồ án tốt nghiệp này,em thực hiện đã nâng cao nhiều kiến thức cho bản 
thân em và là tài liệu cho công tác của em sau này.Nó giúp em nâng cao khả năng 
ứng dụng máy tính trong thiết kế tính toán 
Tuy nhiên do tài liệu tham khảo còn thiếu, kiến thức của bản thân em hạn 
chế nên nội dung đồ án không tránh khỏi những thiếu xót nhất định. Em rất mong 
nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô cùng các bạn để nội dung đồ án 
của em được hoàn thiện hơn 
 Em xin chân thành cảm ơn! 
 Hưng Yên , Ngày 20 Tháng 08 Năm 2009 
 Sinh viên thực hiện: 
 Nguyễn Trọng Khương 
www.oto-hui.com
 www.oto-hui.com

File đính kèm:

  • pdfĐề tài Ứng dụng phần mềm Matlab-Simulink mô phỏng hệ thống phanh ABS trên xe du lịch.pdf
Tài liệu liên quan