Luận án Mô hình hóa và phân tích động lực học máy giặt lồng ngang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 
NGUYỄN THỊ HOA 
MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC 
MÁY GIẶT LỒNG NGANG 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
THÁI NGUYÊN-NĂM 2021 
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 
NGUYỄN THỊ HOA 
MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC 
MÁY GIẶT LỒNG NGANG 
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
MÃ SỐ: 9520103 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
Người hướng dẫn khoa học 
PGS.TS. Ngô Như Khoa 
THÁI NGUYÊN-2021 
- i - 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan mọi kết quả nghiên cứu của luận án: “Mô hình hóa và phân 
tích động lực học máy giặt lồng ngang” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi 
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Ngô Như Khoa. Các kết quả, số liệu tính toán 
trong luận án là trung thực, không sao chép của bất kì ai hay nguồn nào (trừ những 
điểm được trích dẫn). 
 Thái Nguyên, ngày tháng 06 năm 2021 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SINH 
 PGS.TS. Ngô Như Khoa Nguyễn Thị Hoa 
- ii - 
LỜI CẢM ƠN 
Luận án “Mô hình hóa và phân tích động lực học máy giặt lồng ngang” 
được thực hiện tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên. 
Người đầu tiên nghiên cứu sinh muốn được bày tỏ sự kính trọng và lòng biết 
ơn sâu sắc đó là PGS.TS. Ngô Như Khoa - người đã truyền cho nghiên cứu sinh 
cảm hứng và niềm say mê với kỹ thuật. Nếu không có sự tận tình hướng dẫn cũng 
như sự động viên khích lệ của Thầy, luận án này có lẽ đã không thể hoàn thành. 
Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phòng đào tạo, Khoa 
Cơ khí, Khoa Kỹ thuật Ô tô và Máy động lực, Bộ môn Cơ học - Trường Đại học Kỹ 
thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho 
nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập. 
Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn tất cả các thành viên trong gia đình đã 
luôn đồng hành, cảm thông, sẻ chia và là chỗ dựa vững chắc cho nghiên cứu sinh 
trong thời gian qua. 
Cuối cùng, nghiên cứu sinh gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè, đồng nghiệp đã 
động viên, hỗ trợ để nghiên cứu sinh hoàn thiện luận án này. 
 Thái Nguyên, ngày tháng 06 năm 2021 
 Nghiên cứu sinh 
 Nguyễn Thị Hoa 
- iii - 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i 
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii 
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................... i 
DANH MỤC KÝ HIỆU ........................................................................................... ii 
DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................... iv 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... viii 
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 5 
1.1. Giới thiệu về máy giặt .......................................................................................... 5 
1.2. Tổng quan các công bố khoa học ......................................................................... 9 
1.2.1. Các nghiên cứu trong nước ............................................................................... 9 
1.2.2. Các nghiên cứu ngoài nước ............................................................................... 9 
1.2.2.1. Về xây dựng mô hình động lực hệ thống treo ................................................ 9 
1.2.2.2.Về cách thức kiểm soát rung động ................................................................ 17 
1.3. Kết luận chương 1 .............................................................................................. 24 
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC CHO HỆ THỐNG TREO 
MÁY GIẶT LỒNG NGANG ................................................................................. 27 
2.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................... 27 
2.1.1. Động lực học hệ nhiều vật .............................................................................. 27 
2.1.1.1. Xác định vị trí của vật rắn trong không gian................................................ 27 
2.1.1.2. Xác định vận tốc góc của vật rắn ................................................................. 29 
2.1.1.3. Xác định vị trí, vận tốc, gia tốc của một điểm bất kì thuộc vật ................... 30 
2.1.1.4. Các phương trình vi phân chuyển động của vật rắn ..................................... 31 
2.1.2. Lực cản ............................................................................................................ 31 
2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống treo máy giặt lồng ngang ............ 35 
2.2.1. Cấu tạo hệ thống treo máy giặt lồng ngang .................................................... 35 
2.2.2. Nguyên lý làm việc ......................................................................................... 36 
2.3. Mô hình vật lý của hệ thống treo ....................................................................... 36 
- iv - 
2.3.1. Đặc tính của phần tử đàn hồi ........................................................................... 37 
2.3.2. Đặc tính của phần tử giảm chấn ...................................................................... 39 
2.3.3.Đặc tính của phần tử quán tính ........................................................................ 49 
2.3.4.Đặc tính của phần tử kích thích rung động ...................................................... 50 
2.4. Xây dựng mô hình động lực của hệ thống treo ............................................... 52 
2.4.1. Xây dựng mô hình không gian (Mô hình 1) ................................................... 52 
2.4.2. Xây dựng mô hình động lực đối với hệ thống treo chuyển động phẳng ......... 61 
(Mô hình 2) ............................................................................................................... 61 
2.4.3. Mô hình phẳng hai bậc tự do (Mô hình 3) ...................................................... 68 
2.4.4. Biểu diễn Simulink của các mô hình .............................................................. 69 
2.4.4.1. Sơ đồ Simulink ............................................................................................. 69 
2.4.4.2. Một số kết quả của chương trình mô phỏng ................................................ 73 
2.5. Kết luận chương 2 .............................................................................................. 80 
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM ĐO RUNG ĐỘNG 
ĐÁNH GIÁ KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỆ THỐNG TREO 
MÁY GIẶT LỒNG NGANG ................................................................................. 81 
3.1. Mô hình thực nghiệm đo rung động ................................................................... 81 
3.1.1. Hệ thống khung đỡ .......................................................................................... 81 
3.1.2. Hệ thống thiết bị đo ......................................................................................... 82 
3.1.2.1. Sơ đồ khối các hệ thống đo và xử lý tín hiệu ............................................... 82 
3.1.2.2. Các dụng cụ đo và thiết bị thu thập dữ liệu sử dụng trong hệ thống ........... 84 
3.1.3. Xây dựng chương trình xác định các thông số rung động .............................. 86 
3.1.3.1. Chương trình đo, xác định phản lực gối đỡ và dịch chuyển lồng giặt .............. 86 
3.1.3.2. Chương trình đo, xác định gia tốc ............................................................... 88 
3.2. Đo đặc tính rung động của hệ thống treo ........................................................... 93 
3.2.1. Thiết lập các thông số thí nghiệm ................................................................... 93 
3.2.2. Kết quả thực nghiệm ..................................................................................... 101 
3.3. Kiểm chứng mô hình động lực của hệ thống treo ............................................ 103 
3.4. Kết luận chương 3 ............................................................................................ 109 
- v - 
CHƯƠNG 4. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ HỆ THỐNG TREO 
ĐẾN RUNG ĐỘNG CỦA THÂN VỎ MÁY GIẶT LỒNG NGANG ............... 111 
4.1. Hệ phương trình cân bằng của thân vỏ máy .................................................... 111 
4.2. Ảnh hưởng của một số thông số hệ thống đến rung động của vỏ máy ............ 113 
4.2.1. Ảnh hưởng của vị trí kết nối giảm chấn với vỏ máy..................................... 113 
4.2.2. Ảnh hưởng của số lượng giảm chấn ............................................................. 117 
4.3. Kết luận chương 4 ............................................................................................ 120 
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................................. 122 
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................................... 123 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 124 
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 131 
- i - 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
Kí hiệu Tên tiếng Anh Giải nghĩa 
VWM Vertical Washing Machine Máy giặt lồng đứng 
HWM Horizontal Washing Machine Máy giặt lồng ngang 
2D two-dimensional model Mô hình hai chiều 
3D three-dimensional model Mô hình ba chiều 
F-V Force - Velocity Lực – vận tốc 
LVDT 
Linear Variable Differential 
Transformer sensor 
Cảm biến đo dịch chuyển 
Acc Accelerometer Gia tốc kế 
DAQ Data Acquisition System Hệ thống thu thập dữ liệu 
GA Genetic Algorithm Thuật toán di truyền 
RPM Revolutions per minute Số vòng quay/phút 
DOF Degrees of freedom Số bậc tự do 
MR 
The magneto-
rheological damper 
Thiết bị giảm chấn từ tính – 
lưu biến 
RS Right Spring Lò xo bên phải 
LS Left Spring Lò xo bên trái 
RD Right Damper Thiết bị giảm chấn bên phải 
LD Left Damper Thiết bị giảm chấn bên trái 
DE 
The Differential 
Evolution algorithm 
Thuật toán vi phân tiến hóa 
LC Loadcell Cảm biến lực 
FEM Finite Element Method Phương pháp phần tử hữu hạn 
CAD Computer Aided Design Thiết kế có máy tính trợ giúp 
CAM 
Computer Aided 
Manufacturing 
Phần mềm thiết kế, gia công, 
điều khiển máy công cụ 
- ii - 
DANH MỤC KÝ HIỆU 
Kí hiệu Ý nghĩa Thứ 
nguyên 
Đơn vị M Khối lượng hệ thống treo kg 
m Khối lượng lệch tâm kg 
R Bán kính lồng chứa m 
r Bán kính lồng giặt m 
ICx, ICy, ICz Mômen quán tính chính tâm của hệ kg.m2 
CI 
Tenxơ quán tính 
x, y, z Chuyển dịch của khối tâm m 
, ,x y z Vận tốc khối tâm m/s 
, ,x y z Gia tốc khối tâm m/s2 
α, ,  Các góc Cardan rad 
, ,  
Vận tốc góc Cardan rad/s 
, ,  
Gia tốc góc Cardan rad/s2 
 Góc quay của động cơ rad 
,  Vận tốc góc và gia tốc góc của động cơ rad/s, rad/s2 
k Độ cứng của lò xo N/m 
Ci, i=03 Hệ số trong biểu thức quan hệ lực-vận tốc của 
giảm chấn 
LS, LD Chiều dài lò xo, chiều dài thiết bị giảm chấn m 
L0S, L0D Chiều dài ban đầu của lò xo, thiết bị giảm chấn m 
∆LS, ∆LD Độ biến dạng của lò xo, thiết bị giảm chấn 
N Tốc độ quay của động cơ vòng/phút 
1 Góc lệch phương hướng kính tại điểm kết nối lò 
xo với lồng chứa so với phương ngang 
rad 
2 Góc lệch phương hướng kính tại điểm kết nối 
giảm chấn với lồng chứa so với phương ngang 
rad 
FRS, FLS Lực đàn hồi của lò xo phải và lò xo trái N 
FRD, FLD Lực cản của thiết bị giảm chấn phải và trái N 
- iii - 
Fmx, Fmy, Fmz Lực kích thích của khối lệch tâm theo phương 
x,y,z 
N 
mCx(Fmu) 
mCy(Fmu) 
mCz(Fmu) 
Mômen kích thích gây ra bởi khối lệch tâm quanh 
các trục 
N.m 
mCx(FiS) 
mCy(FiS) 
mCz(FiS) 
Mômen xoắn gây ra bởi lực đàn hồi của lò xo N.m 
mCx(FjD) 
mCy(FjD) 
mCz(FjD) 
Mômen xoắn gây ra bởi lực cản của thiết bị giảm 
chấn 
N.m 
RD, LD Góc lệch của thiết bị giảm chấn với phương ngang rad 
RS, LS Góc lệch của lò xo với với phương ngang rad 
Dx, Dy, Dz 
Góc chỉ hướng của thiết bị giảm chấn rad 
Sx, Sy, Sx Góc chỉ hướng của lò xo rad 
AC, [aij] Ma trận chuyển của phép biến đổi tọa độ 
(0) (0) (0), ,x y ze e e 
Vec-tơ đơn vị của các trục tọa độ cố định 
, ,x y ze e e 
Vec-tơ đơn vị của các trục tọa độ động 
, ,r V a 
Vec-tơ vị trí, vận tốc, gia tốc của điểm trên lồng 
chứa 
m, m/s, 
m/s2 
n Số điểm đo 
Ftt Giá trị lực giảm chấn tính theo lý thuyết N 
 Ftn Giá trị lực giảm chấn xác định từ thực nghiệm N 
- iv - 
DANH MỤC HÌNH VẼ 
Hình 1.1. Vòng tròn Sinner - các nhân tố chính tác động đến quá trình giặt.............. 5 
Hình 1.2. Máy giặt lồng đứng ..................................................................................... 6 
Hình 1.3. Máy giặt lồng ngang.................................................................................... 7 
Hình 1.4. Mô hình HWM của D.C. Conrad .............................................................. 10 
Hình 1.5. Mô hình động lực do Aldrin và cộng sự xây dựng ................................... 11 
Hình 1.6. Mô hình hệ thống treo trong nghiên cứu của Bascetta ............................. 12 
Hình 1.7. Mô hình động lực hệ thống treo trong nghiên cứu của Hee-Tae Lim và 
cộng sự ...................................................................................................................... 15 
Hình 1.8. Mô hình động lực do Thomas Nygårds và cộng sự xây dựng .................. 16 
Hình 1.9. Nguyên lý làm việc của thiết bị cân bằng chất lỏng ................................. 18 
Hình 1.10. Mô hình máy giặt và khoang chất lỏng cân bằng của Leonardo Urbiola 
Soto............................................................................................................................ 19 
Hình 1.11. Mô hình của T.C. Chan ........................................................................... 20 
Hình 1.12. Dịch chuyển của robot trong thiết bị cân bằng của Min Gyu Jo............. 21 
Hình 1.13. Kết cấu giảm chấn MR ............................................................................ 22 
Hình 2.1. Vật rắn trong không gian .......................................................................... 27 
Hình 2.2. Minh họa một số mô hình ma sát [67] ...................................................... 33 
Hình 2.3. Mặt sau của máy giặt................................................................................. 35 
Hình 2.4. Lò xo sử dụng trong hệ thống treo của HWM .......................................... 37 
Hình 2.5. Biến dạng của lò xo ................................................................................... 37 
Hình 2.6. Đo đặc t ... https://designlike.com/6-major-differences-between-
front-loading-and-top-loading-washing-machine. 
[3] E. Gillespie, “Vertical Drum Vs. Horizontal Drum in Washing Machines.” 
https://homeguides.sfgate.com/vertical-drum-vs-horizontal-drum-washing-
machines-69784.html. 
[4] B. Lebot, I. Thrlel, and G. Rosenquist, “Horizontal axis domestic clothes 
washer: an alternative technology that can reduce energy and water use,” 
Build. Equip. Appliances, pp. 147–156, 1990. 
[5] N. N. Khoa, Nghiên cứu xây dựng mô hình rung động của máy giặt, cải tiến 
thiết kế và thử nghiệm hệ thống giảm rung cho máy giặt lồng ngang dân 
dụng. 2018. 
[6] D. C. Conrad, “The fundamentals of automatic washing machine design 
based upon dynamic constraints,” 1994. 
[7] D. C. Conrad and W. Soedel, “On the problem of oscillatory walk of 
automatic washing machines,” J. Sound Vib., vol. 188, no. 3, pp. 301–314, 
1995, doi: 10.1006/jsvi.1995.0595. 
[8] A. Yörükoǧlu and E. Altuǧ, “Determining the mass and angular position of 
the unbalanced load in horizontal washing machines,” IEEE/ASME Int. 
Conf. Adv. Intell. Mechatronics, AIM, pp. 118–123, 2009, doi: 
10.1109/AIM.2009.5230027. 
[9] A. Yörükoǧlu and E. Altuǧ, “Estimation of unbalanced loads in washing 
machines using fuzzy neural networks,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, 
vol. 18, no. 3, pp. 1182–1190, 2013, doi: 10.1109/TMECH.2012.2199510. 
[10] P. Boyraz and M. Gündüz, “Dynamic modeling of a horizontal washing 
machine and optimization of vibration characteristics using Genetic 
Algorithms,” Mechatronics, vol. 23, no. 6, pp. 581–593, 2013, doi: 
- 125 - 
10.1016/j.mechatronics.2013.05.006. 
[11] I. M. Shihab, W. A. Soud, and N. A. Jebur, “Theoretical and Experimental 
Study of the Vibration of a Drum Type Washing Machine at Different 
Speeds,” J. Eng. Sci., vol. 20, no. 5, pp. 1160–1171, 2017. 
[12] D. C. Conrad, “Investigation of Passive and Adaptive Passive Dynamic 
Absorbers Applied to an Automatic Washer Suspension Design John Aidrin 
Daniel C. Conrad Advanced Technology Development and Application -,” 
in Proceedings of the SPIE, 1996, vol. 2720, pp. 50–61. 
[13] J. L. Kuo and T. Y. Wang, “Investigation of flexible multi-mode harmonic 
vibration for the automatic washing process,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part C 
J. Mech. Eng. Sci., vol. 222, no. 12, pp. 2373–2384, 2008, doi: 
10.1243/09544062JMES1056. 
[14] L. Bascetta, P. Rocco, A. M. Zanchettin, and G. Magnani, “Velocity control 
of a washing machine: A mechatronic approach,” Mechatronics, vol. 22, no. 
6, pp. 778–787, 2012, doi: 10.1016/j.mechatronics.2012.04.005. 
[15] G. A. Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part 
I: Vibration Displacement and Velocity,” Int. J. Adv. Eng. Technol. Manag. 
Appl. Sci., vol. 2, no. 11, pp. 26–36, 2015. 
[16] G. Ali and H. Emeritus, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing 
Machine, Part II: Isolation Efficiency,” Int. J. Recent Eng. Sci., vol. 2, no. 5, 
pp. 2349–7157, 2015, [Online]. Available: www.ijresonline.com. 
[17] G. Ali Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part 
III: Optimal Parameters,” Int. J. Eng. Tech., vol. 1, no. 5, pp. 45–49, 2015, 
[Online]. Available:  
[18] G. Ali Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part 
IV: Optimal Damped Vibration Absorber,” Int. J. Comput. Tech. -–, vol. 2, 
no. 5, pp. 67–71, 2015, [Online]. Available:  
[19] O. S. Türkay, I. T. Sümer, A. K. Tuğcu, and B. Kiray, “Modeling and 
experimental assessment of suspension dynamics of a horizontal-axis 
washing machine,” J. Vib. Acoust. Trans. ASME, vol. 120, no. 2, pp. 534–
- 126 - 
543, 1998, doi: 10.1115/1.2893862. 
[20] O. S. Türkay, B. Kiray, A. K. Tugcu, and T. Sümer, “Formulation and 
implementation of parametric optimisation of a washing machine suspension 
system,” Mech. Syst. Signal Process., vol. 9, no. 4, pp. 359–377, 1995, doi: 
10.1006/mssp.1995.0029. 
[21] H. T. Lim, W. B. Jeong, and K. J. Kim, “Dynamic modeling and analysis of 
drum-type washing machine,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 11, no. 3, pp. 
407–417, 2010, doi: 10.1007/s12541-010-0047-7. 
[22] E. Papadopoulos and I. Papadimitriou, “Modeling, design and control of a 
portable washing machine during the spinning cycle,” IEEE/ASME Int. 
Conf. Adv. Intell. Mechatronics, AIM, vol. 2, no. July, pp. 899–904, 2001, 
doi: 10.1109/aim.2001.936786. 
[23] T. Nygårds and V. Berbyuk, “Multibody modeling and vibration dynamics 
analysis of washing machines,” Multibody Syst. Dyn., vol. 27, no. 2, pp. 
197–238, 2012, doi: 10.1007/s11044-011-9292-5. 
[24] T. Nygårds and V. Berbyuk, “Optimization of washing machine kinematics, 
dynamics, and stability during spinning using a multistep approach,” Optim. 
Eng., vol. 15, no. 2, pp. 401–442, 2014, doi: 10.1007/s11081-012-9206-2. 
[25] T. Argentini et al., “On a numerical model of a complete washing machine,” 
WIT Trans. Modelling Simul., vol. 46, pp. 723–733, 2007, doi: 
10.2495/CMEM070711. 
[26] F. Wagner and F. Pfeiffer, “On the dynamics of washing machines,” ZAMM 
Zeitschrift fur Angew. Math. und Mech., vol. 80, no. 4 SUPPL. 2, pp. 307–
308, 2000, doi: 10.1002/zamm.20000801425. 
[27] J. Buśkiewicz and G. Pittner, “Dynamic model of the drum of the washing 
machine SAMSUNG WF0804,” Vib. Phys. Syst., vol. 25, no. November 
2016, pp. 89–96, 2012. 
[28] J. Bus̈kiewicz and G. Pittner, “Reduction in vibration of a washing machine 
by means of a disengaging damper,” Mechatronics, vol. 33, pp. 121–135, 
2016, doi: 10.1016/j.mechatronics.2015.11.002. 
- 127 - 
[29] M. Leblanc, “Automatic balancer for rotating bodies,” 1916. 
[30] J. B. Dyer, “Domestic appliance,” 1945. 
[31] S. Bae, J. M. Lee, Y. J. Kang, J. S. Kang, and J. R. Yun, “Dynamic analysis 
of an automatic washing machine with a hydraulic balancer,” J. Sound Vib., 
vol. 257, no. 1, pp. 3–18, 2002, doi: 10.1006/jsvi.2001.4162. 
[32] M. A. L. T. Nakamurab, “Dynamics of the fluid balancer : Perturbation 
solution of a forced Korteweg-de Vries-Burgers equation,” pp. 73–85, 2013. 
[33] S. H. Son, S. Bin Lee, and D. H. Choi, “Experiment-based design 
optimization of a washing machine liquid balancer for vibration reduction,” 
Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 13, no. 8, pp. 1433–1438, 2012, doi: 
10.1007/s12541-012-0188-y. 
[34] L. Urbiola-Soto and M. Lopez-Parra, “Dynamic performance of the LeBlanc 
balancer for automatic washing machines,” J. Vib. Acoust. Trans. ASME, 
vol. 133, no. 4, 2011, doi: 10.1115/1.4003597. 
[35] “Balancer for use in centrifugal rotary machine,” 1984. 
[36] J. Kim, “Balancing device for drum washing machine,” 1998. 
[37] T. C. Chan, C. K. Sung, and P. C. P. Chao, “Non-linear suspension of an 
automatic ball balancer,” Int. J. Non. Linear. Mech., vol. 46, no. 2, pp. 415–
424, 2011, doi: 10.1016/j.ijnonlinmec.2010.11.001. 
[38] H. W. Chen and Q. Zhang, “Design of horizontal axis washing machine with 
ball balancer and MR dampers,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 18, no. 12, 
pp. 1783–1793, 2017, doi: 10.1007/s12541-017-0207-0. 
[39] H. W. Chen, Q. J. Zhang, and X. Q. Wu, “Stability and dynamic analyses of 
a horizontal axis washing machine with a ball balancer,” Mech. Mach. 
Theory, vol. 87, pp. 131–149, 2015, doi: 
10.1016/j.mechmachtheory.2015.01.001. 
[40] M. G. Jo, J. H. Kim, and J. W. Choi, “Rebalancing Method for a Front-
loading Washing Machine Using a Robot Balancer System,” Int. J. Control. 
Autom. Syst., vol. 18, no. 4, pp. 1053–1060, 2020, doi: 10.1007/s12555-019-
0514-6. 
- 128 - 
[41] Q. H. Nguyen, N. D. Nguyen, and S. B. Choi, “Optimal design and 
performance evaluation of a flow-mode MR damper for front-loaded 
washing machines,” Asia Pacific J. Comput. Eng., vol. 1, no. 1, pp. 1–14, 
2014, doi: 10.1186/2196-1166-1-3. 
[42] Q. H. Nguyen, S. B. Choi, and J. K. Woo, “Optimal design of 
magnetorheological fluid-based dampers for front-loaded washing 
machines,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., vol. 228, no. 2, 
pp. 294–306, 2014, doi: 10.1177/0954406213485908. 
[43] B. C. Yalçin and H. Erol, “Semiactive vibration control for horizontal axis 
washing machine,” Shock Vib., vol. 2015, 2015, doi: 10.1155/2015/692570. 
[44] M. J. Chrzan and J. D. Carlson, “MR Fluid Sponge Devices and Their Use 
in Vibration Control of Washing,” in Smart Structures and Materials 2001: 
Damping and Isolation, 2001, vol. 4331, pp. 370–378, doi: 
10.1117/12.432719. 
[45] T. Argentini, M. Belloli, F. C. Robustelli, L. Martegani, and G. Fraternale, 
“Innovative designs for the suspension system of horizontal-axis washing 
machines: Secondary suspensions and tuned mass dampers,” ASME Int. 
Mech. Eng. Congr. Expo. Proc., vol. 4 B, pp. 1–11, 2013, doi: 
10.1115/IMECE2013-64425. 
[46] F. Previdi and C. Spelta, “Vibration control in a washing machine by using 
magnetorheological dampers.” 
[47] S. B. Choi, T. H. Lee, and S. B. Choy, “Design and Analysis of a New 
Magnetorheological Damper for Generation of Tunable Shock-Wave 
Profiles,” Shock Vib., vol. 2018, 2018, doi: 10.1155/2018/8963491. 
[48] F. Tyan, C.-T. Chao, and S.-H. Tu, “Modeling and Vibration Control of a 
Drum-Type Washing Machine via MR Fluid Dampers,” CACS Int. Autom. 
Control Conf., pp. 1–5, 2009. 
[49] C. Spelta, S. Savaresi, G. Fraternale, and N. Gaudiano, “Vibration reduction 
in a washing machine via damping control,” IFAC Proc. Vol., vol. 17, no. 1 
PART 1, pp. 11835–11840, 2008, doi: 10.3182/20080706-5-KR-1001.0320. 
- 129 - 
[50] H. Salahshoor and S. Mohammadzadeh, “Semi-Active Vibration Control of 
a Washing Machine Using Magnetorheological Dampers,” no. July, pp. 20–
24, 2009. 
[51] B. Minorowicz, F. Stefański, G. Pittner, and R. Regulski, “Share mode 
magnetorheological dampers for vibration attenuation in domestic washing 
machines,” Adv. Intell. Syst. Comput., vol. 350, pp. 147–156, 2015, doi: 
10.1007/978-3-319-15796-2_15. 
[52] Y. Shen, M. F. Golnaraghi, and G. R. Heppler, “Semi-active vibration 
control schemes for suspension systems using magnetorheological 
dampers,” JVC/Journal Vib. Control, vol. 12, no. 1, pp. 3–24, 2006, doi: 
10.1177/1077546306059853. 
[53] T. Nygårds and V. Berbyuk, “Dynamics of washing machines: MBS 
modeling and experimental validation,” Proc. MULTIBODY Dyn. 2007, 
ECCOMAS Themat. Conf. C.L. Bottasso, P. Masarati, L. Trainelli (eds.), 
Milano, Italy, 25–28 June 2007., no. June, pp. 25–28, 2007. 
[54] S. Fu, H. Gao, Q. Zhang, X. Chen, and X. Zhang, “Virtual prototyping and 
validation of an automatic washing machine,” Adv. Mater. Res., vol. 97–
101, pp. 3387–3391, 2010, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.97-
101.3387. 
[55] L. Kirkayak, “Systematic analysis of washing machine front block,” vol. 
1505, no. May, 2016. 
[56] A. Mechanics, M. Degree, P. Performed, L. Author, S. Gundeboina, and T. 
Andersson, “Finite Element Analysis of a Washing Machine Cylinder,” 
2010. 
[57] N. Van Khang, Động lực học hệ nhiều vật. 2007. 
[58] S. S. Ge, T. H. Lee, and S. X. Ren, “Adaptive friction compensation of 
servo mechanisms,” Int. J. Syst. Sci., vol. 32, no. 4, pp. 523–532, 2001, doi: 
10.1080/00207720119378. 
[59] E. Pennestrì, V. Rossi, P. Salvini, and P. P. Valentini, “Review and 
comparison of dry friction force models,” Nonlinear Dyn., vol. 83, no. 4, pp. 
- 130 - 
1785–1801, 2016, doi: 10.1007/s11071-015-2485-3. 
[60] B. Armstrong-Helouvry, Control of Machines with Friction the Kluwer 
International Series Consulting Editor : Takeo Kanade. 1991. 
[61] B. Armstrong-Helouvry, “Stick-slip arising from Stribeck friction,” vol. 
53201, pp. 1377–1382, 1990, doi: 10.1109/robot.1990.126194. 
[62] A. Tustin, “The effects of backlash and of speed-dependent friction on the 
stability of closed-cycle control systems,” J. Inst. Electr. Eng. - Part IIA 
Autom. Regul. Servo Mech., vol. 94, no. 1, pp. 143–151, 1947, doi: 
10.1049/ji-2a.1947.0021. 
[63] Anon, “Friction: Experimental Determination, Modeling and 
Compensation.,” pp. 1422–1427, 1988, doi: 10.1109/robot.1988.12266. 
[64] C. C. de Wit and J. Carrillo, “A modified EW-RLS algorithm for systems 
with bounded disturbances,” Automatica, vol. 26, no. 3, pp. 599–606, 1990, 
doi: 10.1016/0005-1098(90)90032-D. 
[65] S. S. Rao, Mechanical Vibrations, vol. 33, no. 6. 2011. 
[66] S. Editors et al., Differential Evolution APractical Approach to Global 
Optimization. 2005. 
[67] B. I. Johnston and I. M. I. Cornwell, “S TAT I C S | D Y N A M I C S for 
ENGINEERS.” 
[68] F. Scale and T. Weighing, “MT1260 Load Cell Easy System Integration,” 
pp. 50–53. 
[69] B. Scales, “MT1041 Load Cell Easy System Integration.” 
[70] N. Instruments, “USER GUIDE SCC-SG Series Strain Gage Modules,” 
National Instruments. . 
[71] N. Instruments, “NI 6251 M Series Data Acquisition:16 AI, 1.25 MS/s, 24 
DIO, 2 AO The.” pp. 1–26. 
[72] K. I. Corporation, “Data Sheet, Type 8702B..., 8704B...,” 2008. 
[73] ADLINK, “USB-2405 Series, 2 or 4-ch 24-bit 128kS/s Dynamic Signal 
Acquisition USB 2.0 Module.” pp. 10–11. 
[74] RDP FROUP, “Displacement act LVDT Displacement Transducer.” . 
- 131 - 
PHỤ LỤC 
A. HÌNH ẢNH THÁO RỜI CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY GIẶT 
LỒNG NGANG LG (Nguồn: searspartsdirect.com/LG washer parts). 
Hình A.1. Hình ảnh một số bộ phận tháo rời phần vỏ máy 
1-vỏ xung quanh; 2-vỏ trên; 3-cửa máy; 4- đệm cao su; 
5-đế máy và bộ phận cấp nhiệt; 6-bảng điều khiển 
6 
2 
4 
1 
3 
5 
- 132 - 
Hình A.2 Hình ảnh một số bộ phận tháo rời trên hệ thống treo 
1-Động cơ dẫn động trực tiếp; 2- lò xo; 3- thiết bị giảm chấn; 4- lồng giặt; 
5-nửa trước lồng chứa; 6-nửa sau lồng chứa 
1 
2 
3 
4 
5
5 
6 
- 133 - 
Hình A.3 Hình ảnh khoang chứa chất giặt tẩy và bộ phận cấp nước 
1- Khoang chứa chất giặt tẩy; 2- bộ phận cấp nước 
1 
2 
- 134 - 
B. CHƯƠNG TRÌNH MATLAB 
Chương trình tìm hệ số của đường cong lực – vận tốc 
clear all;clc; 
close all 
Popsize = 200; 
NP= Popsize; 
Totalgen=200; 
n=4; 
DATA=load('Data_May_Giat.txt'); 
V=DATA(:,3); 
FF=DATA(:,4); 
Lb = [70 -10 -70 -0.2]; 
Ub = [90 10 90 0.2]; % high boundary constraint 
lu = [Lb;Ub]; 
% Initialize the main population 
xp = ones(NP, 1) * lu(1, :) + rand(NP, n) .* (ones(NP, 1) * (lu(2, 
:) - lu(1, :))); 
% Evaluate the objective function 
[fit_xp] = EvalPenalty(xp, V,FF); 
gen = 1; 
xgood=xp; 
while gen < Totalgen 
 % Generate the offspring population 
 offpop = ModifiedReproduce(xp, NP, lu, n); 
 % Evaluate "offpop" by slightly revising the current program 
 [fit_off] = EvalPenalty(offpop,V,FF); 
 % Update x, g,f using elistist operator 
 x = [xp; offpop]; 
 fit = [fit_xp; fit_off]; 
 [~,id] = sort(fit); 
 xp = x(id(1:Popsize),:); 
 fit_xp = fit(id(1:Popsize)); 
 [fbest,idb] = min(fit_xp); 
 xbest=xp(idb,:); 
 gen = gen + 1; 
end 
plot(V(:),FF(:),'b','LineWidth',1.5); 
hold on 
Y=friction_model(xbest,V); 
plot(V(:),Y(:),'r-.','LineWidth',2);