THÔNG TIN TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA CỦA NGHIÊN CỨU SINH ĐÀO QUANG KHANH
TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu điều khiển bám tối ưu mô-men cho động cơ xăng để giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ
CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
MÃ SỐ: 9520216
NGHIÊN CỨU SINH: Đào Quang Khanh
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Lưu Kim Thành, PGS.TS. Trần Anh Dũng
CƠ SỞ ĐÀO TẠO: Viện Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu
Mục tiêu của luận án là nghiên cứu giải quyết bài toán điều khiển ổn định tốc độ động cơ xăng sử dụng trên xe ô tô, bám mô-men (Torque) cản đặt vào trục động cơ xăng khi ô tô hoạt động trong chế độ điều khiển hành trình, để giảm lượng nhiên liệu bằng phương pháp LQIT tự chỉnh. Đối tượng nghiên cứu là động cơ xăng được sử dụng cho xe ô tô hoạt động trong chế độ điều khiển hành trình với đầu vào điều khiển bằng góc mở bướm ga a, đáp ứng đầu ra là tốc độ và mô-men trên trục động Cơ.
2. Phương pháp nghiên cứu
Phân tích, đánh giá các nghiên cứu đã được công bố trên các bài báo, tạp chí, các tài liệu tham khảo về điều khiển động cơ đốt trong đặc biệt là các phương pháp điều khiển hiện đại cho động cơ xăng. Nghiên cứu, thiết kế bộ điều khiển LQIT tự chỉnh bám ổn định tín hiệu mẫu cho hệ phi tuyến liên tục là động cơ xăng. Xây dựng mô phỏng trên Matlab – Simulink để nhận lại kết quả nghiên cứu trên lý thuyết. Kiểm chứng kết quả lý thuyết bằng phương pháp Hardware-in-the-loop (HIL).
3. Những đóng góp mới của luận án cho lĩnh vực khoa học chuyên ngành
Luận án đã xây dựng được phương pháp luận để thiết kế bộ điều khiển bám tối ưu cho hệ phi tuyến là động cơ xăng, cụ thể là: điều khiển bám tối ưu bằng phương pháp điều khiển tích phân tối ưu toàn phương gián tiếp LQIT tự chỉnh dọc trục thời gian (receding horizon) bằng hệ thống nhận dạng trực tuyến các tham số từ mô hình phi tuyến, tính toán và cập nhật lại bộ điều khiển LQIT. Kết quả nghiên cứu này đã khắc phục nhược điểm của các phương pháp điều khiển tối ưu thông thường, nâng cao chất lượng điều khiển (khả năng ổn định tốc độ đặt, bám mô-men cản của động cơ xăng) tốt hơn so với phương pháp điều khiển PID, LQIT, lượng nhiên liệu đã giảm được 4,16% so với phương pháp điều khiển PID. Quan sát trạng thái của đối tượng phi tuyến động cơ xăng bằng bộ lọc Kalman tuyến tính dọc trục thời gian với đầu vào/ra đo lường lấy từ mô hình nhận dạng ARX. Phương pháp quan sát này khắc phục nhược điểm của bộ lọc Kalman mở rộng là phải biết rõ các ma trận Jaccobi của mô hình toán phi tuyến của động cơ xăng.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án đã đáp ứng thời gian thực khi điều khiển hệ phi tuyến, mang lại tính khả thi cao và có khả năng cài đặt thuật toán điều khiển hiện đại bám tối ưu LQIT tự chỉnh cho hệ phi tuyến nói chung và động cơ xăng nói riêng, nhằm mục tiêu tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của luận án còn là tài liệu tham khảo cho sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa quan tâm nghiên cứu về thiết kế bộ điều khiển áp dụng lý thuyết điều khiển hiện đại cho động cơ xăng.
5. Nội dung của luận án
Nội dung của luận án được trình bày trong 4 chương và các phần mở đầu, kết luận, phụ lục. Các nội dung nghiên cứu trong luận án đã được phân tích diễn giải và đưa ra số liệu, đồ thị đặc tính, dữ liệu thực nghiệm. Luận án cũng đã vận dụng kế thừa các cơ sở lý luận và kết quả của các công trình nghiên cứu có liên quan và đã thể hiện rõ ràng từ nguồn trích dẫn tài liệu tham khảo.
