BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------------------

MƠ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG
CƠ ĐIỆN TỬ ƠTƠ
Tên đề tài: Nghiên cứu và mô phỏng hệ thống treo

GVHD: Ths Trịnh Đắc Phong
Nhóm thực hiện: Lê Thanh Tá
Đỗ Nhật Sáng
Nguyễn Danh Hưng
Tơ Văn Khải

Hà Nội - 2021

1


Mục lục

Trang

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ…………………5
1. Công dụng, yêu cầu và phân loại…………………………………………….6
1.1. Khái niệm……………………………………………………………….
1.2. Công dụng………………………………………………………………
1.3. Yêu cầu………………………………………………………………….
1.4. Cấu tạo………………………………………………………………….
1.5. Phân loại hệ thơng treo………………………………………………....8
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC TÍNH TỐN………………14

2.1 Cơ sở lý thuyết.………………………………………………......………...15
2.1.1: u cầu mơ phỏng dao động hệ thống treo…………………………….
2.1.2: Xây dựng mơ hình hệ thống treo…………………………………….16
2.2 Cơng thức tính tốn………………………………………………………...19
Chương 3: MƠ PHỎNG HỆ THỐNG TREO……………………………………...21
3.1 Giới thiệu về MatlabSimulink…………………………………………...22
3.1.1 Phần mềm Matlab……………………………………………………...
3.1.2Matlab-Simulink………………………………………………………23
3.2 Mô phỏng hệ thống treo sử dụng mơ hình ¼ xe trên Simulink………...…24
3.2.1 Lựa chọn các thông số đầu vào…………………………………………25
3.2.2 Thiết lập các khối tính tốn dao động thân xe và dao động bánh xe trên
đường………………………………………………………………………………....
3.3 Sơ đồ mô phỏng hệ thống treo sử dụng mơ hình ¼ xe……………………...26
3.4 Kết quả mô phỏng…………………………………………………………...27

2


Lời mở đầu
Trong vài năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt
bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất
nhiều vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã khiến ô tô trở
thành phương tiện đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhiều người quan tâm. Không
như các nước phát triển, với Việt Nam thì ơtơ vẫn là chủ đề mới mẻ, đặc biệt là
những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên xe. Vì thế việc nghiên cứu về ơ tơ là rất
cần thiết, nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước
kiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, đồng thời trang bị
kiến thức cho những người dân mua và sử dụng xe có hiệu quả kinh tế cao.
Khi xe chuyển động trên đường, có rất nhiều yếu tố tác động như: tải trọng,
vận tốc chuyển động, lực cản khơng khí, điều kiện mặt đường… những yếu tố này

luôn thay đổi và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyển động của xe. Chúng
làm quá trình chuyển động của xe mất ổn định, gây mệt mỏi cho người sử dụng,
làm giảm tuổi thọ của xe… và đặc biệt là gây mất an tồn tính mạng cho người ngồi
trên xe.
Với yêu cầu ngày càng cao của cơng nghệ vận tải về kỹ thuật cũng như về
tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ơ tơ ngày càng phải hồn thiện hơn, đặc biệt là
tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ngồi
trên xe, các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang không ngừng nâng cao
chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền, và đặc biệt sự tiện nghi, thân
thiện mang lại sự thoải mái, an toàn cho người sử dụng. Và một trong những nghiên
cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu về hệ thống treo.
Với các lý do trên đây mà nhóm em chọn đề tài về hệ thống treo vì em thấy
đề tài này phù hợp với chuyên nghành em học trong trường, nghành cơng nghệ ơtơ.
Trong q trình làm đồ án, dù nhóm đã hết sức cố gắng, cộng với sự giúp đỡ
nhiệt tình của thầy và các bạn nhưng vẫn cịn nhiều thiếu sót . Vì vậy chúng em rất
mong sự chỉ bảo của thầy cô để đồ án của chúng em được hoàn thiện.
Qua đây chúng em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận
tình của thầy giáo Ths Trịnh Đắc Phong đã hướng dẫn tận và tạo điều kiện để chúng
em hoàn thành nhiệm vụ được giao.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3


Hà Nội,ngày……tháng…..năm 2021
Nhóm sinh viên thực hiện
Nhóm 3

Phân cơng nhiệm vụ:
+Tiến trình cơng việc:

T2: Tất cả các thành viên hồn thành mô phỏng đề tài.
T3: Làm word : Chương 1: Tổng Quan
Chương 2: Cơ sở lí thuyết và Cơng thức tính tốn
Chương 3: Mơ phỏng(nêu rõ kết cấu và cách sử dụng của khối tính
tốn)
Nhiệm vụ: Hưng: Chương 1 ]
Khải: Chương 2 ] => Tá check lại và sửa lỗi, thêm ý cần thiết (8h30
tối)
Sáng: Chương 3 ]
T4: Làm powpoit: Hưng :- Xem mẫu powpoint, Lấy background đấy tạo 15 slide
- Làm chương 1 sau đó gửi cho Khải
Khải :- Làm chương 2 powpoit sau đó gửi cho Sáng
Sáng :- Hồn thiện chương 3
T5: Kế hoạch thuyết trình: Hưng : Tổng quan
Khải : Cơ sở lí thuyết và cơng thức tính tốn
Sáng : Trình bày về các khối tính tốn trong mơ phỏng
Tá : Giới thiệu nhóm và trình bày kết quả mô phỏng đồ
thị

4


Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Với sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam, một yêu cầu
đặt ra đó là àm thế nào để khai thác hiệu quả nhất một chiếc ô tô. Đặc biệt là hệ
thống treo. Một vấn đề đặt ra làm thế nào chúng ta hiểu bản chất đặc điểm cấu tạo
và sự vận hành chủa chúng. Do đó nhóm em đã chọn đề tài “ Mơ hình hóa mơ
phỏng hệ thống treo treo trên ơ tơ”.
2. Mục đích và ý nghĩa nghiên cứu đề tài:

Nghiên cứu hệ thống treo trên ô tô bằng việc sử dụng mô phỏng hệ thống
bằng cách sử dụng phần mềm MATLAB /SIMULINK để mô phỏng hệ thống treo
từ đó giúp hiểu rõ và đánh giá về nguyên lý làm việc của hệ thống treo thơng qua
chương trình phần mềm Simulink.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận
- Biết được cấu tạo và nguyên lý hoạt động
- Biết sử dụng phần mềm Matlab/ Simulink và ứng dụng nó để mô phỏng hệ
thống treo trên ô tô.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Trong q trình làm đề tài nhóm em đã thực hiện một số phương pháp
nghiên cứu như sau:
-

Tra cứu tài liệu, giáo trình kỹ thuật và báo mạng
Tham khảo ý kiến của thầy cô giảng viên trong khoa
Tổng hợp phân tích dữ liệu thu được từ đó đưa ra những đánh giá và

nhận xét.

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ
THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ

6


1. Công dụng, yêu cầu và phân loại

1.1. Khái niệm
Hệ thống treo của ôtô là hệ treo đàn hồi, liên kết giữa phần treo (khung xe)
với phần không treo (bánh xe, cầu xe). Do đó, khi chuyển động trên những con
đường không bằng phẳng, ôtô sẽ bị dao dộng dưới tác động kích thích của mặt
đường. Trong những điều kiện cụ thể, dao động đó là có hại. Để đánh giá dao động
của ơtơ trong q trình chuyển động người ta dùng khái niệm độ êm dịu chuyển
động.
Vậy độ êm dịu khi chuyển động của ôtô là khả năng xe chuyển động trên
đường ở những tốc độ sử dụng xác định mà khơng xảy ra va đập cứng, có thể ảnh
hưởng xấu tới sức khoẻ của người, của lái xe, hàng hố chun chở trên xe và đến
độ chính xác của các chi tiết trên ôtô.
1.2. Công dụng
Hệ thống treo được hiểu như hệ thống liên kết mền (đà hồi), như là trung gian
giữa bánh xe với khung hoặc vỏ. Vai trò của hệ thống treo là giảm càng nhiều càng
tốt những rung động và các va đập trong quá trình chuyển động.[1]
1.3. u cầu
- Có tần số dao động riêng thích hợp với từng loại ơ tơ để đảm bảo độ dịu êm
khi cần thiết;
- Có độ võng động không thể sinh ra va đập lên các ụ đỡ;
- Có hệ số cản thích hợp để dập tắt dao động giữa vỏ xe và cầu xe;
- Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ơ tơ khơng bị nghiêng quá giới hạn
cho phép
- Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của các bánh xe với động học của dẫn
động lái; [2]
1.4. Cấu tạo
Hệ thống treo bao gồm các kết cấu gồm 04 nhóm kết cấu: bộ phận dẫn
hướng, bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn, bộ phận điều khiển (Hình 1). [3]

7



Hình 1.4.1 Các thành phần chính của hệ thống treo
Bộ phận hướng dẫn: Đóng vai trị chính liên kết bộ phận được treo và bộ
phận không được treo, quyết định quỹ đạo chuyển động của bánh xe so với khung
xe. Dựa vào dẫn hướng có thể phân loại thành hệ thống treo có của hai bánh xe trên
cùng một cầu chuyển động độc lập hoặc hai bánh xe chuyển động phụ thuộc nhau.
Các thiết kế đầu tiên trên ô tô chủ yếu là dạng hệ thống treo có dẫn hướng dạng phụ
thuộc như Hình 2.

Hình 1.4.2 Hệ thống treo có đãn hướng dạng phụ thuộc
Bộ phận đàn hồi: Đóng vai trò chuyển các giao động tức thời thành các giao
động điều hịa, có tần số. Bộ phận đàn hồi có thể là:
+Nhíp: kiểu co giãn này thường được ứng dụng hầu hết cho loại ơ-tơ tải, có
thế mạnh chịu sức tải cao tuy nhiên độ dịu nhẹ lại giới hạn.
+Lò xo: kiểu co giãn này hay được đầu tư cho loại xe con. điểm cộng của
kiểu co giãn lò xò là cấu tạo khơng q khó khăn, cam kết độ dịu nhẹ tuy nhiên lại
khó dàn dựng điểm đặt tương xứng trên xe.

8


+Thanh xoắn: bất hòa với kiểu co giãn lò xo, kiểu thanh xoắn lại dễ sắp xếp
tuy nhiên lại có cấu trúc khó khăn.
+Khí nén: theo những người có chun mơn kỳ cựu về xe hơi, loại co giãn
khí nén vừa bảo đảm được độ dịu nhẹ và sức tải tốt, hay được sử dụng cho các loại
xe chở khách, xe buýt.
Bộ phận giảm chấn: làm việc đồng bộ với bộ phận đàn hồi có chức năng
chính là dập tắt các dao động điều hịa

Hình 1.4.3. Bộ phận giảm chấn của hệ thống treo

Bộ phận giảm chấn thường có 2 loại:
Giảm thiểu chấn thủy lực: phương pháp hoạt động của bớt chấn thủy lực
thực sự là khơng bỏ phí lực ma sát của các lớp dầu để hạn chế sự thay đổi. Giảm bớt
chấn thủy lực có 2 loại là giảm thiểu chấn dạng ống và giảm thiểu chấn dạng đòn.
Giảm bớt chấn ma sát: tranh thủ lực ma sát giữa các lá nhíp để hạn chế sự
thay đổi.
Bộ phận điều khiển: Đóng vai trị chính thay đổi giá trị độ cứng của bộ phận
đàn hồi, hệ số giảm chấn của bộ phận giảm chấn theo sự thay đổi tải trọng trong q
trình chuyển động ơ tơ trên đường.
1.5. Phân loại hệ thông treo:

9


Có thể chia ra làm 3 loại: Hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập và
hệ thống treo cân bằng.[2]
* Hệ thống treo phụ thuộc :

.

Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc khá đơn giản, cả hai bánh xe được đỡ bằng một
hộp cầu xe hoặc dầm cầu nối liền 2 bánh này lại, các chi tiết hệ thống treo sẽ nối
dầm cầu với thân xe.[3]

Hình 1.5.1 Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc

+Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc đó là những ý dưới đây bao gồm :
• Cấu tạo hệ thống khá đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo trì bảo dưỡng.
• Hệ thống treo phụ thuộc có độ cứng vững để chịu được tải nặng thích hợp cho các
dịng xe tải hoặc bán tải. Hay chúng ta cịn hay gọi đó là dịng xe trucks.

• Khi xe vào cua thì thân xe cũng ít bị nghiêng giúp người ngồi cảm giác ổn định.
• Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng nhờ thế
lốp xe ít bị bào mịn.

.

• Về cơ bản hệ thống treo phụ thuộc thích hợp cho các dịng xe tải chở hàng nặng
hoặc có thể lắp cho trục bánh sau ở các dịng xe phổ thơng, xe con.
.

10

.


+ Nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc là những ý dưới đây bao gồm :
.
• Phần khối lượng khơng được treo lớn và hệ thống treo phụ thuộc có đặc thù cứng
nhắc khơng có độ linh hoạt cho mỗi bánh nên độ êm của xe rất
kém.

.

.

• Giữa bánh xe phải và trái mỗi khi chuyển động có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau
thông qua hệ thống dầm cầu nên chúng dễ bị ảnh hưởng dao động và rung lắc qua
lại

lẫn


nhau.

• Khi vào đoạn đường cua xe dễ bị trượt bánh nếu đi với tốc độ cao nhất là trong
điều kiện mặt đường trơn trượt. Điều này có thể dễ nhận thấy nhất trên các dịng xe
bán tải hay có hiện tượng văng đít như Toyota Hilux hay Ford Ranger.
.

.

+ Hệ thống treo độc lập là những ý chính dưới đây bao gồm :
Cấu tạo hệ thống treo độc lập là mỗi bánh xe được lắp trên một tay đỡ riêng
gắn vào thân xe tạo ra sự linh hoạt chủ động cho mỗi bánh. Vì vậy, bánh xe bên trái
và bên phải chuyển động độc lập với nhau. Loại này thường sử dụng trên xe con.

Hình 1.5.2 Hệ thống treo độc lập liên kết đa điểm

11


• Khối lượng không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao,
tính êm dịu cũng tốt hơn.

.

• Các lị xo khơng liên quan đến việc định vị bánh xe, có thể sử dụng các lị xo
mềm.
• Do khơng có dầm cầu liền nối thân, cố định 2 bánh xe nên có thể bố trí sàn xe và
động cơ thấp nhằm hạ thấp trọng tâm, giúp xe vận hành ổn định ở tốc độ cao.
+ Nhược điểm hệ thống treo độc lập là những ý chính dưới đây bao gồm:

.
• Cấu tạo khá phức tạp, việc bảo trì - bảo dưỡng cũng nhiều khó khăn.

.

• Khoảng cách và định vị của bánh xe bị thay đổi cùng với chuyển động lên xuống
của bánh xe, nên nhiều xe có trang bị thêm thanh ổn định để giảm hiện tượng xoay
đứng khi xe quay vòng và tăng độ êm ái cho chiếc xe.

.

Các hệ thống treo độc lập tiêu biểu:
Treo MacPherson (1 càng chữ A) thiết kế đơn giản, ít chi tiết, giúp đẩy
nhanh quá trình lắp ráp, hạ giá thành sản xuất, giảm nhẹ và tạo thêm không gian cho
khoang động cơ vốn rất chật hẹp của xe dẫn động cầu trước, đồng thời giúp cho
việc sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản và tiết kiệm hơn. Vì vậy đây loại hệ thống treo
phổ biến nhất trên các xe ô tô.

12


Hình1.5.3 Hệ thống treo MacPherson
Hệ thống treo MacPherson có 2 điểm liên kết với khung (2 đệm cao su giảm
chấn). Lò xo hơi hướng vào trong và đặt lệch so với giảm xóc. Ống nhún cũng "đảm
nhiệm" ln nhiệm vụ dẫn hướng cho xe.
Treo đa liên kết (Multi-Link) được cải tiến từ hệ thống treo tay đòn kép,
treo đa liên kết sử dụng ít nhất 3 cần bên và 1 cần dọc, những cần này không nhất
thiết phải dài bằng nhau và có thể xoay theo các hướng khác nhau so với ban đầu.
Mỗi cần đều có 1 khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối, nhờ đó chúng luôn ở
trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong. Bố cục đa liên kết được sử dụng cho cả hệ

thống treo trước và sau. Tuy nhiên, đối với treo trước, cần bên được thay thế bằng
thanh giằng nối khung hoặc hộp cơ cấu nối với moayer.

13


Hình 1.5.4 Hệ thống treo đa lien kết
Kiểu khí nén điện tử :

.

Đây là hệ thống thông minh, sử dụng những gối cao su chứa khí nén thay vì
dùng lị xo xoắn thông thường, hoạt động dựa trên nguyên lý khơng khí có tính đàn
hồi khi bị nén với sự hỗ trợ của cảm biến tốc độ và cảm biến độ cao của xe. Khi xe
lên cao bất chợt, lượng khí theo các đường dẫn riêng tại mỗi xi lanh tăng lên tương
ứng, ngược lại, khi bánh bị xuống hố sâu, van khí trên xi lanh mở, giải phóng khí ra
ngồi.

Hình 1.5.5 Hệ thống treo khí nén điện tử
Hệ thống treo cân bằng :

.

14


Loại này thường sử dụng trên xe tải trọng lớn, được bố trí giữa 2 cầu chủ động liên
tiếp làm tăng khả năng chịu tải trọng cho xe.

.Tài liệu tham khảo

[1] Agharkakli, A., Sabet, G.S., Barouz, A., Simulation and analysis of passive and
active suspension system using quarter car model for different road profile,
International Journal of Engineering Trends and Technology, vol. 3, no. 5, 2012, p.
636 – 644.
[2] Giáo trình thực hành cơ bản gầm ô tô trường ĐHCNHN,nxb khoa học và kỹ
thuật.
[3] OTOHUI-Kỹ thuật- Kiến thức về xe (23/9/2021)
treo.116290/
4] Tài liệu xin thầy Quang-Khoa CNOT-Trường ĐHCNHN
[5] Tài liệu xin thầy Phong-Khoa CNOT-Trường ĐHCNHN
[6] Đề tài nghiên cứu khoa hoc trường ĐHCNHN

15


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ
CƠNG THỨC TÍNH TỐN

2.1: Cơ sở lý thuyết
Người ta dùng khái niệm "độ êm dịu chuyển động" để chỉ mức độ êm dịu của
xe ô tô khi chuyển động. Không có định nghĩa cụ thể về độ êm dịu chuyển động.
Đối với con người, mức độ êm dịu phụ thuộc cảm nhận của con người. Mỗi người
một cảm nhận, không giống nhau; cùng một người cũng tùy thuộc sức khoẻ và các
yếu tố khác mà ở các thời điểm khác nhau cũng có thể có cảm nhận khác nhau.
2.1.1: u cầu mơ phỏng dao động hệ thống treo
a) Tần số dao động [4]

16



Con người thường xuyên đi lại, số bước khi đi bộ trung bình khoảng 60 - 70
bước trong một phút. Căn cứ vào đó người ta đưa ra chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển
động đối với xe ô tô như sau:
Xe chở người: Tần số dao động 1 ÷ 1,5 Hz (tương ứng 60 ÷ 70 lần phút)
Xe tải chở hàng: Tần số dao động 1,5 ÷ 2 Hz (tương ứng 70 ÷ 120 lần/phút)
b) Vận tốc và gia tốc dao động
Viện Bảo hộ Lao động Việt Nam đã đưa ra ảnh hưởng của dao động đến sức
khoẻ con người theo bảng 2.1.
Mức cho phép
Gia tốc dao động (m/s )
Vận tốc dao động (m/s)
2

1 Hz
2 Hz
4 Hz
8 Hz

Phương
Z
1,10
0,79
0,57
0,55

Phương
X, Y
0,39
0,42
0,80

1,62

Phương
Z
20,0
7,1
2,50
1,3

Phương
X, Y
6,3
3,5
3,2
3,2

Bảng 2.1 1
Ta thấy giá trị cho phép của gia tốc và vận tốc dao động phụ thuộc vào tần số
dao động và thời gian dao động (trong bảng là đối với thời gian tác động 480 phút
đối với hành khách trên các phương tiện giao thông).
c) Kết hợp các thông số: tần số, gia tốc và vận tốc dao động
Để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô người ta thường kết hợp nhiều
thông số và từ đó đưa ra giới hạn nguy hiểm đến sức khỏe con người theo tần số,
vận tốc và gia tốc dao động. Khoảng tần số dao động 4 ÷ 8 Hz là khoảng mà con
người cảm thấy khó chịu nhất.
2.1.2: Xây dựng mơ hình hệ thống treo

17



Hình 2.1.2.1 Sơ đồ hệ thống treo trên ơ tơ
Hệ thống được treo bao gồm toàn bộ cụm, bộ phận của ô tô nằm trên hệ
thống treo bao gồm khung, vỏ, ca bin, thùng, hàng hoá, người... Trong trường hợp
cần khảo sát chi tiết hơn, có thể chia hệ thống được treo chi tiết hơn: khung, vỏ,
thùng, cabin và các chi tiết thuộc các cụm chi tiết này.
Hệ thống được treo có khối lượng ký hiệu là ma.
Mơ hình hệ thống được treo ký hiệu trên hình 2 và Hình 3. A, B, C, D là điểm
liên kết.

Hình 2.1.2.2 Khối lượng được treo là một chất điểm

18


Hình 2.1.2.3 Khối lượng được treo là một thanh hoặc một tấm trong không
gian
Hệ thống không được treo nằm dưới hệ thống treo gồm động cơ, hệ thống
truyền lực, bánh xe và các chi tiết thuộc những cụm này.
Khối lượng khơng được treo ký hiệu là mb.
Mơ hình của khối lượng không được treo là một thanh trong không
gian được mơ tả trên hình 4.

Hình 2.1.2.4 Mơ hình hệ thống không được treo
Hệ thống treo bao gồm các thành phần: (1) Thành phần đàn hồi, thường có
các loại lị xo trụ (Mcpherson), thanh xoắn, nhíp lá, ballon khí nén. (2) Thành phần
giảm chấn, thường là loại giảm chấn ống thủy lực. (3) Thành phần liên kết trong hệ
thống treo gồm các thanh địn, khớp nối. Trên xe có hệ thống treo trước và hệ thống
treo sau. Tùy theo cấu tạo của xe sẽ bố trí hệ thống treo độc lập hoặc phụ thuộc.
Như vậy Hệ thống treo cơ bản gồm ba thành phần: Đàn hồi, giảm chấn và
liên kết. Thành phần đàn hồi với đặc trưng là độ cứng C. Thành phần giảm chấn

được đặc trưng là hệ số cản K, hình 5

19


Hình 2.1.2.5 Mơ hình hệ thống treo
Bánh xe
Bánh xe cũng đàn hồi có đặc trưng bằng độ cứng CL; khi lốp biến dạng, do sự
dịch chuyển tương đối của các lớp vật liệu gây ra ma sát phát sinh nhiệt làm tiêu tán
đi một phần năng lượng chấn động, đặc trưng cho tính chất này là hệ số cản KL,
hình 2.1.6.

Hình 2.1.2.6 Mơ hình liên kết bánh xe
Phân tích mơ hình dao động của ơ tơ
Mơ hình dao động của ô tô được định nghĩa là một sơ đồ quy ước mơ tả dao
động của ơ tơ. Có 3 loại mơ hình dao động ơ tơ gồm mơ hình 1/4, 1/2, khơng gian.
Sơ đồ các loại mơ hình dao động của ơ tơ mơ tả ở hình 2.7

20


S

ẳ
S

ẵ

S khụng gian
Hỡnh 2.1.2.7 S cỏc loi mụ hình dao động của ơ tơ

2.2 Cơng thức tính tốn [5][6]
* Mơ hình tốn của hệ thống treo cho mơ hình ¼ xe
Giả thiết khi xe chạy một bánh xe leo lên chướng ngại vật và sau đó xuống
đến mức ban đầu, trong hệ thống bắt đầu xuất hiện dao động tắt dần đối lập với các
phần của bánh xe.
(1)
Momen qn tính của địn liên tính tương đối so với trục : J0 = mL2/3.
Lực đàn hồi được xác định theo cơng thức:
Lực cản ma sát nhớt được tính theo công thức
Thay các giá trị J0, Fc, Fk vào công thức (1) ta được:

21


Hình 2.2 Sơ đồ của hệ thống treo trên xe để tính tốn đặc tính biên độ - tần số
Trường họp giá trị góc khơng lớn lắm, khi đó , , thay vào phương trình
trên ta có:
Đặt ;
Ta có :

Tiến hành giải phương trình hàm số có dạng dao động điều hịa tắt dần với
góc quay ban đầu .
: độ lệch pha
Chu kỳ của dao động tắt dần của hệ dao động đang khảo sát là:

22


CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ
THỐNG TREO


3.1

Giới thiệu về Matlab-Simulink

3.1.1 Phần mềm Matlab

Hình 3.1 Matlab-Matrix Laboratory
+ Matlab là tên viết tắt của Matrix laboratory phần mềm được MathWorks
thiết kế để cung cấp mơi trường lập trình và tính tốn kỹ thuật số.

23


+ Matlab cho phép bạn sử dụng ma trận để tính tốn các con số, vẽ thơng tin
cho các hàm và đồ thị, chạy các thuật toán, tạo giao diện người dùng và liên kết với
các chương trình máy tính được viết bằng nhiều ngơn ngữ lập trình khác.
Mục đích:
+ Matlab được sử dụng để giải quyết các vấn đề trong phân tích số, xử lý tín
hiệu kỹ thuật số và xử lý đồ họa mà khơng cần lập trình cổ điển.
+ Matlab hiện có hàng nghìn lệnh và chức năng tiện ích. Ngồi các chức
năng có sẵn của chính ngơn ngữ, Matlab cịn có các lệnh ứng dụng đặc biệt và các
chức năng hộp công cụ (Toolbox)để mở rộng môi trường Matlab nhằm giải quyết
một số loại vấn đề nhất định.
+ Hộp công cụ rất quan trọng và hữu ích cho người sử dụng toán học sơ cấp,
xử lý tín hiệu kỹ thuật số, xử lý hình ảnh, xử lý giọng nói, ma trận thưa, logic mờ…
Ngơn ngữ Matlab:
+ Là một ngơn ngữ lập trình bậc cao (Scritp) với các lệnh điều khiển, chức
năng, cấu trúc dữ liệu, đầu vào/ đầu ra và khả năng lập trình hướng đối tượng. Cho
phép bạn nhanh chóng tạo và phá hủy phần mềm trong “lập trình quy mơ nhỏ” hoặc

tạo các chương trình lớn và phức tạp trong “lập trình quy mơ lớn”.
Môi trường làm việc Matlab
+ Giúp người dùng sử dụng các hàm và tệp trong Matlab bao gồm các công
cụ quản lý biến và xuất nhập dữ liệu trong môi trường làm việc. Ngồi ra, nó cũng
có các cơng cụ để phát triển, quản lý, gỡ lỗi và lập hồ sơ các tệp M và các ứng dụng
Matlab.
Xử lý đồ họa
+ Một công cụ giúp bạn xem dữ liệu của mình ở định dạng biểu đồ.
Ngồi ra, có thể xây dựng giao diện đồ họa.
Thư viện hàm tính tốn
+ Nó là một tập hợp các thuật tốn tính tốn từ các hàm cơ bản như tổng, sin,
cos và tính tốn số học phức tạp đến các hàm phức tạp như ma trận nghịch đảo, giá
trị duy nhất, vectơ cụ thể của ma trận, hàm Bessel và các phép biến đổi Fourier
nhanh.
Matlab API

24


+ Là một thư viện cho phép bạn viết phần mềm C và FORTRAN và tương tác
với Matlab bao gồm các cơng cụ để gọi các quy trình lặp Matlab (liên kết động). Sử
dụng Matlab như một công cụ máy tính để đọc và ghi M tệp.[6]
3.1.2 Matlab-Simulink
Simulink là một phần mềm đồ hoạ, định hướng sơ đồ khối dùng để mô phỏng
các hệ động lực. Đây là sản phẩm nằm bên trong Matlab và sử dụng nhiều hàm của
Matlab và cũng có thể trao đổi qua lại với mơi trường Matlab để tăng thêm khả
năng mềm dẻo của nó.
Với Simulink chúng ta có thể xây dựng mơ hình mơ phỏng của hệ thống
giống như khi ta vẽ sơ đồ khối. Simulink có một khối thư viện với nhiều chức năng
khác nhau.

Để xây dựng mơ hình ta khởi động Matlab và khởi tạo Simulink, mở thư viện
của khối Simulink sau đó chọn các nhóm thích hợp. Thư viện của Simulink thường
có 8 nhóm:
- Nhóm Continuous và Discrete: chứa các khối cơ bản để xử lý tín hiệu liên
tục và rời rạc;
- Nhóm Function & table: chứa các khối thực hiện việc gọi hàm từ Matlab,
khối nội suy và khối hàm truyền;
- Nhóm Math: chứa các khối thực thi các hàm tốn học;
- Khối Monlinear: chứa các khối phi tuyến;
- Nhóm Sinks & Systems: chứa các khối công cụ xử lý tín hiệu;
- Nhóm Sinks: chứa các khối thực hiện chức năng xuất kết quả;
- Nhóm Source: chứa các khối phát tín hiệu.
Để copy một khối từ thư viện vào cửa sổ của mơ hình, chọn khối, rê chuột để
kéo khối đã chọn thả vào cửa sổ mơ hình. Trong cửa sổ mơ hình, nếu muốn copy
một khối, ấn phím Ctrl và rê chuột sang vị trí đặt bản copy; nếu muốn xố hãy chọn
nó và ấn phím Delete.
Để thực hiện một q trình mơ phỏng ta tiến hành các bước: xây dựng mơ
hình mơ phỏng; xác lập giá trị các thơng số của mơ hình; xác lập điều kiện đầu; lựa
chọn cách thức xuất kết quả; điều khiển việc thực thi q trình mơ phỏng.[6]

25