Mô hình phanh người lái

Mô hình này tái tạo hành vi đạp phanh thực tế khi phát hiện vật cản. Dưới đây là triển khai tối ưu trong MATLAB với yếu tố thời gian phản ứng:

function luc_phanh = mo_hinh_phanh_nguoi_lai(van_toc, khoang_cach_vat_can, thoi_gian_phan_ung)
    phan_ung_tre = max(0, van_toc * 0.05 - thoi_gian_phan_ung);
    if khoang_cach_vat_can < 15 && van_toc > 0.1 && phan_ung_tre > 0
        luc_phanh = 1200 * exp(-0.3 * khoang_cach_vat_can);
    else
        luc_phanh = 0;
    end
end

Hàm tính toán lực phanh dựa trên khoảng cách vật cản, vận tốc hiện tại và thời gian phản ứng có điều kiện, sử dụng hàm mũ để mô phỏng tăng trưởng lực phanh tự nhiên.

Tính toán gia tốc âm mục tiêu bằng điều khiển mờ

Hệ thống mờ xử lý hai biến đầu vào (vận tốc và khoảng cách) để xác định mức độ giảm tốc cần thiết:

fis = mamfis('muc_do_giam_toc');
fis = addInput(fis, [0 120], 'Name', 'VanToc');
fis = addMF(fis, 'VanToc', 'trimf', [0 20 40], 'Cham');
fis = addMF(fis, 'VanToc', 'trimf', [30 60 90], 'TrungBinh');
fis = addMF(fis, 'VanToc', 'trimf', [80 100 120], 'Nhanh');

fis = addInput(fis, [0 60], 'Name', 'KhoangCach');
fis = addMF(fis, 'KhoangCach', 'trimf', [0 5 15], 'Gan');
fis = addMF(fis, 'KhoangCach', 'trimf', [10 25 40], 'TrungBinh');
fis = addMF(fis, 'KhoangCach', 'trimf', [35 50 60], 'Xa');

fis = addOutput(fis, [-9 0], 'Name', 'GiaTocAm');
fis = addMF(fis, 'GiaTocAm', 'trimf', [-9 -6 -3], 'Manh');
fis = addMF(fis, 'GiaTocAm', 'trimf', [-5 -2 0], 'TrungBinh');

fis = addRule(fis, [1 1 1 1; 2 2 2 1; 3 3 2 1]);
ket_qua_giam_toc = evalfis(fis, [55 22]);

Hệ thống sử dụng 3 luật mờ kết hợp trạng thái vận tốc và khoảng cách để xác định mức giảm tốc tối ưu, với đầu ra giới hạn trong khoảng [-9, 0] m/s².

Mô hình động lực ngược động cơ

Giải bài toán ngược để tính độ mở bướm ga dựa trên trạng thái xe:

function do_mo = tinh_do_mo_buom_ga(van_toc, gia_toc_muc_tieu)
    khoi_luong = 1450;
    he_so_can_khi_dong = 0.28;
    dien_tich_mat_cat = 2.1;
    khoi_luong_rieng_khong_khi = 1.2;
    
    luc_can_gio = 0.5 * khoi_luong_rieng_khong_khi * he_so_can_khi_dong * 
                 dien_tich_mat_cat * van_toc^2;
    luc_can_lan = 0.012 * khoi_luong * 9.81;
    
    tong_luc_can = luc_can_gio + luc_can_lan;
    luc_can_thiet = khoi_luong * gia_toc_muc_tieu + tong_luc_can;
    
    % Mô hình đặc tính động cơ thực tế
    if gia_toc_muc_tieu <= 0
        do_mo = max(0, 0.8 * luc_can_thiet / (van_toc + 1));
    else
        do_mo = min(1, 0.05 * luc_can_thiet);
    end
end

Hàm xử lý riêng cho chế độ tăng tốc và giảm tốc, kết hợp đặc tính phi tuyến của hệ thống truyền động.

Chuyển đổi chế độ lái-phanh và quan hệ áp suất

Thuật toán chuyển chế độ thông minh dựa trên ngưỡng an toàn động:

function [che_do, ap_suat_phanh] = chuyen_doi_che_do(van_toc, khoang_cach)
    nguong_an_toan = 1.8 * van_toc + 2;
    
    if khoang_cach < nguong_an_toan && van_toc > 1
        che_do = 'phanh';
        he_so_tu_le = 0.15 * (1 + van_toc/50);
        ap_suat_phanh = min(180, he_so_tu_le * (nguong_an_toan - khoang_cach));
    else
        che_do = 'lai';
        ap_suat_phanh = 0;
    end
end

Ngưỡng an toàn được tính động theo vận tốc, đồng thời hệ số tỷ lệ điều chỉnh theo tốc độ để phản ứng mượt mà hơn.

Mô hình động học phương dọc

Tổng hợp các thành phần lực trong hệ thống truyền động:

function [luc_can, do_mo] = mo_hinh_dong_hoc(van_toc, gia_toc_muc_tieu)
    % Thông số xe
    m = 1450; Cd = 0.28; A = 2.1; rho = 1.2; Cr = 0.012;
    
    % Tính toán lực cản
    F_air = 0.5 * rho * Cd * A * van_toc^2;
    F_roll = Cr * m * 9.81;
    luc_can = F_air + F_roll;
    
    % Xác định độ mở bướm ga tối ưu
    F_req = m * gia_toc_muc_tieu + luc_can;
    do_mo = tinh_do_mo_buom_ga(van_toc, gia_toc_muc_tieu);
end

Mô hình tích hợp với thư viện động học xe trong CarSim để đạt độ chính xác cao trong mô phỏng thực tế.