Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI ĐIỆN TRÊN Ô TÔ CON
Chuyên ngành:Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số chuyên ngành:62520116
Họ và tên nghiên cứu sinh:Trần Văn Lợi
Họ và tên cán bộ hướng dẫn:PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Cơ sở đào tạo:Trường Đại học Giao thông Vận tải

THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ

- Tên đề tài: Nghiên cứu điều khiển hệ thống lái điện trên ô tô con

- Chuyên ngành:Kỹ thuật cơ khí động lực

- Mã số:62.52.01.16

- Họ và tên nghiên cứu sinh:Trần Văn Lợi

- Người hướng dẫn khoa học:

                      1. PGS-TS. Nguyễn Văn Bang(Trường Đại học Giao thông Vận tải)

                      2. PGS-TS. Đỗ Văn Dũng (Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh)        

- Cơ sở đào tạo:Trường Đại học Giao thông Vận tải

- Tóm tắt những đóng góp mới của luận án:

Công trình nghiên cứu đã tổng hợp và phân tích quá trình phát triển công nghệ trên ô tô nói chung và hệ thống lái nói riêng, các nghiên cứu trong và ngoài nước. Trên cơ sở đó đề ra định hướng nghiên cứu phù hợp.

Luận án đã xây dựng được mô hình động lực học tổng quát nhằm nghiên cứu hệ thống lái điện bao gồm nhiều thành phần liên kết với nhau. Mỗi thành phần của mô hình tổng quát có thể tách riêng thành các môdul tách rời giúp việc khảo sát, điều khiển trở nên linh hoạt. Trên cơ sở mô hình xây dựng có thể tính toán, thử nghiệm các phương án điều khiển hệ thống lái điện.

Kết quả nghiên cứu lý thuyết đã hoàn tất việc xây dựng thuật toán điều khiển bám giữa vô lăng và bộ phận chấp hành bằng bộ điều khiển Fuzzy-PID. Thông qua việc khảo sát bằng mô phỏng cho thấy khi mô men cản quay thay đổi bộ điều khiển Fuzzy –PID có khả năng kháng nhiễu tương đối tốt. Sai số góc quay vô lăng và trục lái dao động trong phạm vi bé từ 0- 0.15 rad nằm trong phạm vi cho phép sai số hệ thống lái truyền thống.

Đã xây dựng mô hình động lực học ô tô sử dụng hệ thống lái điện nhằm xác định quỹ đạo chuyển động ô tô và phân bố lại tải trọng lên các bánh xe dẫn hướng phục vụ nghiên cứu thực nghiệm.

Việc thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm bán tự nhiên hệ thống lái điện đóng vai trò quan trọng trong việc hoàn thành mục tiêu nghiên cứu và nắm bắt, làm chủ các công nghệ tiên tiến trong hệ thống cơ điện tử. Từ mô hình thí nghiệm đã thử nghiệm đo các thông số đầu vào cho bài toán mô phỏng và kiểm chứng các kết quả tính toán lý thuyết. Mô hình thí nghiệm đã xây dựng sử dụng công nghệ giao tiếp ảo DAQ là một trong những giải pháp tiên tiến được sử dụng tại các phòng thí nghiệm ứng dụng trên thế giới.

Luận án đã xây dựng được quy trình đo mô men cản quay bánh xe dẫn hướng. Kết quả đo là thông số đầu vào quan trọng cho bài toán mô phỏng hệ thống lái điện.

Kết quả điều khiển bám giữa góc quay vô lăng và góc quay trục lái đã khẳng định sự cần thiết phải xây dựng bộ điều khiển Fuzzy-PID cho mô hình và khả năng thay thế hệ thống lái điện cho các hệ thống lái truyền thống.

Luận án đã tái tạo được cảm giác lái cho mô hình hệ thống lái điện.

Kết quả khảo sát quay vòng ô tô sử dụng hệ thống lái điện trong thí nghiệm DLC theo tiêu chuẩn quốc tế cho thấy hệ thống lái điện nghiên cứu đáp ứng được các yêu cầu đặt ra khi chuyển động ở tốc độ 40 km/h và 60 km/h.

Với các kết quả đã đạt được như trên có thể khẳng định hệ thống lái điện với bộ điều khiển Fuzzy-PID hoàn toàn có thể thay thế được hệ thống lái truyền thống trên mô hình bán tự nhiên và trên ô tô như mục tiêu nghiên cứu đã đặt ra. 

 
SUMMARY OF DOCTORAL DISSERTATION
 
- Thesis title: Research on controlling Steer by Wire in car
- Major: Mechanical dynamic engineering
- Code of major:62.52.01.16
- Doctoral student:Tran Van Loi
- Scientific Instructors:
1. Associate Prof. Dr. Nguyen Van Bang (University of Transport and Communications)
2. Associate Prof. Dr. Do Van Dung (Ho Chi Minh city university of  Technology and Education)
- Training Institution: University of Transport and Communications
- New contributions of the dissertation:
The research has synthesized and analyzed the technology development in the automobile in general and the steering system in particular, the domestic and foreign researches. On that basis, propose the appropriate research direction.
The thesis has developed a general dynamic model to study electric drive system consisting of several components linked together. Each component of the general model can be separated into separate modules to make the survey and controlling become more flexible. Basing on the constructed model, it is possible to calculate and test the plan of controlling the Steer by Wire.
Basing on the theoretical study results, we have completed the controlling algorithm for clinging between the steering wheel and the executive unit with the Fuzzy-PID controller. Through a survey by simulation, when rotation resistance moment changes, the Fuzzy-PID controller has a good resistance to interference. The error between the steering wheel angle and steering shaft angle varies from 0 to 0.15 rad that is in the permitted range of error of conventional steering systems.
A model of automobile dynamics was developed using the Steer by Wire to determine the orbit of automobile movement and to redistribute the load on the directional wheels for experimental research.
The design and manufacture of semi-nature experimental model of Steer by Wire play an important role in accomplishing researching objectives, capturing and mastering advanced technologies in mechatronic systems. Basing on the experimental model, we measured the input parameters for the simulation problem and verified the results of the theoretical calculations. The experimental model developed using DAQ virtual communication technology as one of the advanced solutions in application laboratories in the world.
The thesis has developed a process of measuring the rotation resistance moment of the directional wheel. The measurement result showed that input parameters are important for the simulation problem of the Steer by Wire.
The result of clinging controlling between the steering wheel angle and the steering shaft angle confirmed that there is the need of constructing a Fuzzy-PID controller for the model and the ability of replacing the conventional steering systems by Steer by Wire.
The thesis reconstructed the steering sensory for the Steer by Wire model.
The results of the automotive revolving survey using the electric drive system in the DLC test according to international standards show that the electric drive study system meets the requirements set in motion at a speed of 40 km / h and 60 km / h.
With these results above, it is possible to confirm that the Steer by Wire with the Fuzzy-PID controller can completely replace the conventional steering system in the semi-nature and automotive models as the research objective.