Gần đây, các hãng xe đang nghiên cứu đưa vào ứng dụng bướm ga điện tử được kết hợp với hệ thống phun xăng điện tử, nhằm tối ưu việc sử dụng nhiên liệu và nâng công suất động cơ, nân[r]
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM
-
ĐINH TRƯỜNG SƠN
ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ XE ÔTÔ (ELECTRIC THROTTLE CONTROL)
Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ
Mã số ngành: 60520114
TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM
-
ĐINH TRƯỜNG SƠN
ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ XE ÔTÔ (ELECTRIC THROTTLE CONTROL)
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ
Mã số ngành: 60520114
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VIỄN QUỐC
TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016
Trang 3CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN VIỄN QUỐC
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày 05 tháng 03 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)
1 PGS.TS Nguyễn Thanh Phương Chủ tịch
2 TS Nguyễn Văn Nhanh Phản biện 1
5 TS Nguyễn Duy Anh Ủy viên, Thư ký
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có)
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
Trang 4TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP HCM
PHÒNG QLKH – ĐTSĐH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP HCM, ngày 26 tháng 05 năm 2015
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : ĐINH TRƯỜNG SƠN Giới tính : Nam Ngày sinh : 18-03-1980 Nơi sinh : Tam Bình-Vĩnh Long Chuyên ngành : Kỹ Thuật Cơ Điện Tử MSHV : 1341840026
I- Tên đề tài:
ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ XE ÔTÔ (ELECTRIC THROTTLE CONTROL)
II- Nhiệm vụ và nội dung:
Nhận dạng bộ bướm ga xe ô tô, xác định các khâu phi tuyến trong hệ thống, xây dựng
mô hình toán học, mô phỏng trên Matlab/Simulink
Đề xuất giải pháp điều khiển, mô phỏng hệ thống trên máy tính
III- Ngày giao nhiệm vụ : 26-05-2015
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 26-11-2015
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)
Trang 5
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 6LỜI CÁM ƠN
Trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành về sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Nguyễn Viễn Quốc, thầy đã giúp em tìm ra phương pháp cũng như cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu mới, cách làm việc có kế hoạch, và quý thầy cô trong bộ môn cơ điện tử trường đại học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, và quý thầy cô trường đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh Trong suốt thời gian học tập cũng như làm đồ án tốt nghiệp này
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Đinh Trường Sơn
Trang 7TÓM TẮT
Hiện nay, bướm ga điều khiển bằng dây cáp cơ khí được sử dụng trong phần lớn các xe ôtô Gần đây, các hãng xe đang nghiên cứu đưa vào ứng dụng bướm ga điện tử được kết hợp với hệ thống phun xăng điện tử, nhằm tối ưu việc sử dụng nhiên liệu và nâng công suất động cơ, nâng cao tính an toàn, … Các loại bướm ga điện tử được truyền động bởi động cơ DC servo dựa vào tín hiệu điều khiển từ chân
ga Các loại bướm ga điện tử có đặc điểm chung là có tính phi tuyến cao ở độ cứng
lò xo hồi và có ma sát khô giữa bướm ga và thành trong họng xăng trong quá trình vận hành Do đó, trong bài toán điều khiển vị trí bướm ga, việc tìm ra quy luật điều khiển phù hợp để có đáp ứng nhanh, với độ chính xác cao là điều cần thiết Trong luận văn này, một luật điều khiển trượt thích nghi được đề xuất để điều khiển hệ thống bướm ga điện tử, dựa trên mô hình phi tuyến hệ thống với thông số hệ thống không biết chính xác Hiệu quả của luật điều khiển được minh chứng qua các kết quả mô phỏng
Trang 8ABSTRACT
Until now, throttles are controlled by cables in most cars Many car manufacturers have recently carried out research on electronic throttles for using them in combinations with electronic fuel injections to optimize the fuel consumption and improve safety The electronic throttle is driven by a DC servo motor controlled according to the angle of the acceleration pedal The electronic throttle has high non-linearity due to the nonlinear spring and dry friction For such systems, it is essential to have suitable control laws that are able to overcome the nonlinearities and uncertainties in the system parameters In this thesis, an adaptive sliding mode control law is proposed for the throttle system which contains high nonlinearities and inexactly-known parameters The effectiveness of the proposed control law is proved via simulation results
Trang 9MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CÁM ƠN ii
TÓM TẮT iii
ABSTRACT iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vii
Chương1 TỔNG QUAN 1
1 ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: 1 1.1 Đặt vấn đề: 1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài: 1
2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1
2.1 Mục tiêu của đề tài: 1
2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 2
2.3 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 2
3 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 3
3.1. Cấu trúc Bướm ga điện tử: 3
3.2. Giới thiệu tổng quan về tình hình nghiên cứu bướm ga điện tử trên xe ôtô :6 3.3. Đề xuất của tác giả về phương pháp điều khiển bướm ga điện tử: 9
Chương 2 MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG 11
Chương 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIÊM 17
3.1 Mô phong trên matlab Simulink: 17
3.2 Thực nghiệm trên mô hình làm kiểm chứng: 23
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 32
Tài liệu tham khảo 34
PHỤ LỤC 35
Trang 10DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ECU: Electric Control Unit
DC: Direct current
PID: Proportional Integral Derivative