Xây dựng bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống treo và ổn định ngang chủ động trên ô tô con

Nhu cầu sử dụng ô tô con trên toàn thế giới đang ngày càng tăng cao, trong đó hai chỉ tiêu quan trọng mà người sử dụng mong muốn đó là độ êm dịu và an toàn chuyển động. Các nhà sản xuất ô tô cũng luôn hướng đến việc nâng cao tính tiện nghi của ô tô với hai chỉ tiêu trên. Để nâng cao độ êm dịu thì hệ thống treo chủ động là giải pháp hiệu quả nhất, đối với độ an toàn chuyển động thì đó là hệ thống ổn định ngang chủ động. Trong bài báo này, nhóm tác giả sử dụng phương pháp điều khiển tối ưu toàn phần LQR để điều khiển đồng thời hai hệ thống trên nhằm nâng cao đồng thời độ êm dịu và độ an toàn khi ô tô chuyển động. Kết quả mô phỏng trên miền thời gian và miền tần số thể hiện rõ hiệu quả của bộ điều khiển đề xuất khi giảm các tín hiệu mong muốn trên 30% so với ô tô khi sử dụng hệ thống treo bị động thông thường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống treo và ổn định ngang chủ động trên ô tô con KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM CHO HỆ THỐNG TREO VÀ ỔN ĐỊNH NGANG CHỦ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ CON A CENTRAL CONTROLLER DESIGN FOR ACTIVE SUPPENSION AND ACTIVE ANTI-ROLL BAR SYSTEMS ON AUTOMOBILES Vũ Văn Tấn*, Nguyễn Minh Trung thiện được điều này có nhiều nghiên cứu được thực hiện TÓM TẮT đối với hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống lái hoặc Nhu cầu sử dụng ô tô con trên toàn thế giới đang ngày càng tăng cao, trong kết hợp chúng [1, 2], trong đó nghiên cứu về hệ thống treo đó hai chỉ tiêu quan trọng mà người sử dụng mong muốn đó là độ êm dịu và an được chứng minh là giải pháp hiệu quả nhất. Hiện tại có ba toàn chuyển động. Các nhà sản xuất ô tô cũng luôn hướng đến việc nâng cao tính loại hệ thống treo chính bao gồm: loại thứ nhất là hệ thống tiện nghi của ô tô với hai chỉ tiêu trên. Để nâng cao độ êm dịu thì hệ thống treo treo bị động được trang bị giảm chấn bị động và phần tử chủ động là giải pháp hiệu quả nhất, đối với độ an toàn chuyển động thì đó là hệ đàn hồi, loại thứ hai là hệ thống treo bán tích cực, loại thứ thống ổn định ngang chủ động. Trong bài báo này, nhóm tác giả sử dụng phương ba là hệ thống treo tích cực. pháp điều khiển tối ưu toàn phần LQR để điều khiển đồng thời hai hệ thống trên nhằm nâng cao đồng thời độ êm dịu và độ an toàn khi ô tô chuyển động. Kết quả Hệ thống treo tích cực đã được nghiên cứu từ năm 1970 mô phỏng trên miền thời gian và miền tần số thể hiện rõ hiệu quả của bộ điều [1]. Ngày nay hệ thống này khá phổ biến trong các phương khiển đề xuất khi giảm các tín hiệu mong muốn trên 30% so với ô tô khi sử dụng tiện hiện đại với cách bố trí như trong hình 1. Một số hệ thống treo bị động thông thường. nghiên cứu mới đã áp dụng phương pháp điều khiển nâng cao cho hệ thống treo chủ động như trong [3], các tác giả Từ khóa: Động lực học ô tô; Hệ thống ổn định ngang chủ động; Hệ thống treo đã trình bày một số chiến lược kiểm soát đối với hệ thống chủ động; Điều khiển tối ưu; Bộ điều khiển trung tâm. treo chủ động dựa trên phương pháp Skyhook, Ground- ABSTRACT hook, ADD và LPV. Các vấn đề kiểm soát hệ thống treo cũng đã được nghiên cứu trên mô hình nửa xe như trong The demand for cars around the world is increasing, of which two important [4, 5, 6] bằng cách sử dụng điều khiển tối ưu đa mục tiêu. criteria that customers want are the comfort and the road safety. Car manufacturers are also always aiming to improve the car quality with these two criteria. To improve the comfort criteria, the active suspension is the most effective solution, meanwhile for the road safety, it is the active anti-roll bar system. In this paper, the authors use the optimal control method LQR to build a central controller for these two systems to improve simultaneously the comfort and the road safety when the car is moving. The simulation results on the time domain and frequency domain clearly show the effectiveness of the proposed controller when reducing the desired signals by over 30% compared to the cars use the normal passive suspension system. Keywords: Vehicle dynamics; Active anti-roll bar system; Active suspension system; Optimal control LQR; Central controller. Hình 1. Hệ thống treo được điều khiển trên ô tô con Bên cạnh đó ngoài việc nâng cao độ êm dịu cho ô tô thì Khoa Cơ khí, Trường Đại học Giao thông Vận tải độ an toàn cũng rất quan trọng. Khi người lái đánh lái hoặc * Email: vvtan@utc.edu.vn khi quay vòng trên đường với tốc độ cao sẽ rất nguy hiểm Ngày nhận bài: 10/3/2020 bởi vì khi đó lực quán tính ngang của ô tô tăng lên rất Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 27/4/2020 nhanh, điều này dẫn đến khả năng ô tô bị lật ngang. Tai Ngày chấp nhận đăng: 24/6/2020 nạn do lật ngang thường rất trầm trọng và gây nguy hiểm đến tính mạng con người cũng như phương tiện và cơ sở hạ tầng [7, 8]. Để nâng cao tính ổn định ngang của ô tô, các 1. GIỚI THIỆU giải pháp có thể được áp dụng bao gồm: thay đổi kết cấu Khi ô tô chuyển động thì mặt đường là nguồn kích thích của thanh ổn định ngang bị động, sử dụng các hệ thống có dao động chính, gây lên sự rung lắc làm ảnh hưởng ti ...