【正文】 AT89C51 單片機(jī)為主控件的半主動懸架控制系統(tǒng)，通過傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終通過單片機(jī)控制節(jié)流口可調(diào)節(jié)減震器來控制汽車懸架。然而模糊控制是迅速發(fā)展起來的一種新型控制方法，用到的控制參數(shù)大多由經(jīng)驗確定，往往不是最佳的。s Toshiba TCD1304AP based on linear CCD sensor. Using the charge transfer efficiency of the change of the working principle of the measuring vehicle Angle, through the singlechip microputer control the rotation of the stepper motor to adjust the adjustable spring stiffness or adjustable shock absorber damping force, keep the car running smoothly. The signal processing circuit includes CCD drive circuit, the CCD signal processing circuit of binarization and binary signal capture method. The control part USES the AT89C51 single chip microputer to control stepping motor. Angle measurement by CCD pared with traditional sensors, not only can realize the noncontact detection, and has the characteristic of intelligent, high sensitivity. This design on the system stability analysis and Proteus simulation software system on the basis of the plete circuit module function and the determination of performance indicators, as well as the signal simulation and optimization, and simulation results show that the unit circuit functions of ply with the design requirements. Key words: CCD, Binarization, Proteus, AT89C51 single chip microputer. 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 1 頁 第 1 章 緒論 概述 懸 架 系 統(tǒng) 是 汽 車 的 重 要 組 成 部 分 之 一 。利用 CCD 進(jìn)行角度測量與傳統(tǒng)傳感器相比 ,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸檢測 , 而且有智能化、靈 敏度高的特點。 本設(shè)計以日本東芝公司 TCD1304AP 線陣 CCD 傳感器為基礎(chǔ)。畢業(yè) 論文（設(shè)計） 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā) 表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。 特此聲明。利用電荷轉(zhuǎn)移效率的工作原理測量車輛傾角的變化，通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)可調(diào)彈簧的剛度或可調(diào)減振器的阻尼力，使汽車保持平穩(wěn)行駛。 本設(shè)計在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和 Proteus 軟件系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上，完成電路模塊功能和性能指標(biāo)的確定，以及信號模擬和優(yōu)化，模擬結(jié)果說明單元電路所實現(xiàn)的功能符合設(shè)計要求。汽 車 懸 架 系 統(tǒng) 是 指 連 接 車 身 和 車 輪 之 間 全 部 零 部 件 的 總 稱 ，其 作 用 是 傳 遞 車 輪 和 車 架 之 間 的一 切 力 和 力 矩 ，并 且 緩 和 由 不 平 路 面 傳 給 車 架 ( 或 車 身 ) 的 沖 擊 載 荷 ，衰 減 由 此 引 起 的 承 載 系 統(tǒng) 的 振 動 ，以 保 證 汽 車 的 平 順 行 駛 。如果采用一些調(diào)整方法就可以提高控制器的性能，但是大多都不能實現(xiàn)在線優(yōu)化模糊控制器的各種參數(shù)而且算法復(fù)雜，對控制器計算能力要求較高。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 2 頁 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和分析 1973 年，美國加州大學(xué)戴維斯分校的 和 首 次 提出了半主動懸架的概念。車 輛 懸 架 系 統(tǒng) 發(fā) 展 的 方 向 是 開 發(fā) 具 有 安全、舒 適 和 清 潔 高 效 、節(jié) 能 、智 能 控 制 的 懸 架 。用來直接輸出角度等傾斜數(shù)據(jù)，直接使用。 本設(shè)計的研究目的和意義 傳統(tǒng)的汽車懸架一般具有固定的彈簧剛度和減振阻尼力 它只能保證在一種特定的道路狀態(tài)和速 度下達(dá)到性能最優(yōu) 因而不能同時滿足汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性的要求。 傳統(tǒng)的汽車懸架一般具有固定的彈簧剛度和減振阻尼力 它只能保證在一種特定的道路狀態(tài)和速度下達(dá)到性能最優(yōu)因而不能同時滿足汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性的要求。 CCD 通過其光敏像元將光信息轉(zhuǎn)換為電荷信息， 而被測量對象的光信息是通過光學(xué)系統(tǒng)成像到 CCD 的光敏面上產(chǎn)生的 。 因此，研究基于 線陣 CCD 傾角傳感器 的車輛半主動懸架控制就成為汽車技術(shù)的關(guān)鍵之一，對 線陣 CCD 傾角傳感器 的性能的改善和優(yōu)化來結(jié)合汽車半主動控制將推進(jìn)汽車綜合性能將有 很大提高。再對各個子電路單元進(jìn)行原理分析。 根據(jù)現(xiàn)代車輛對懸架提出的各種性能要求，懸架的結(jié)構(gòu)形式和振動控制方法隨時都在更新和完善。 而 減 振 器 主 要 用 于 控 制 響 應(yīng) 特 性 。 被 動懸 架 的 參 數(shù) 不 能 任 意 調(diào) 節(jié) 和 選 擇 ，限 制 了 起 性 能 的 進(jìn) 一步提 高 ，因 此 減 振 性 能 很 差 。 通 常 以 改 變 減 振 器 的 阻 尼力 為主 ，將 阻 尼 分 為 兩 級 或 三 級 ，由 人 工 選 擇 或 由 傳 感 器 信 號 自 動 確 定 阻 尼 級 。因此，只需使力發(fā)生器產(chǎn)生一個正比于絕對速度負(fù)值的主動力，即可實現(xiàn)該控制目標(biāo)。根 據(jù) 牛 頓 第 二 定 律 和 一 些 基 本 的 運 動 學(xué) 原 理 ，對于 一 個 系 統(tǒng) 整 體 ，速 度 不 能 測 量 出 來 的 ，但 卻 可 以 測 量 其 加 速 度 。重 力 垂 直 軸 與 加 速 度 傳 感 器 靈 敏 軸 之 間 的夾 角 就 是 傾 斜 角 了。 液 體 擺 式 慣 性 器 件 ： 液 體 擺 的 結(jié) 構(gòu) 原 理 是 在 玻 璃 殼 體內(nèi) 裝 有 導(dǎo) 電 液 ，并 有 三 根 鉑 電 極 和 外 部 相 連 接 ，三 根 電 極 相 互 平 行 且 間 距 相 等 。當(dāng) 玻 璃 殼 體 傾 斜 時 ，電 極 間 的 導(dǎo) 電 液 不相 等 ， 三 根 電 極 浸 入 液 體 的 深 度 也 發(fā) 生 變 化 ，但 中 間 電 極 浸 入 深 度 基 本 保 持 不 變 。 在 實 用 中 除 此 類型 外 ，還 有 在 電 解 質(zhì) 溶 液 中 留 下 一 氣 泡 ，當(dāng) 裝 置 傾 斜 時 氣 泡 會 運 動 使 電 容 發(fā) 生 變 化而 感 應(yīng) 出 傾 角 的 “ 液 體 擺 ” 。其 中 熱 線 阻 值 的 變 化 是 氣 體 與 熱 線 之 間 的 能 量 交 換 引 起 的。但 氣 體 運 動 控 制 較 為 復(fù) 雜 ， 影 響 其 運 動 的 因 素 較 多 ，其 精 度 無 法 達(dá) 到 軍 用 武 器 系 統(tǒng) 的 要 求 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 7 頁 線陣 CCD 傳感器的簡介 一、 TCD1304AP 工作原理 TCD1304 是一 個 M O S 集 成 電 路 ， 內(nèi) 有 5 6 0 個 有 效 光 電 元 素 和 6 4 個 被 掩 膜 的 ， 用 于暗 基 準(zhǔn) 電 平 的 光 電 元 素 ， 此 外 還 有 兩 個 線 陣 1 2 8 0 位 C C D 電 荷 傳 送 寄 存 器 ， 一 個 驅(qū) 動 單 元 ， 一 個 采 樣 / 保 持 電 路 及 輸 出 信 號 處 理 電 路 。 對 蓄 積 的 電 荷 每 隔 一 定 的 時 間 （ 由 時 序 電 路 控 制 ） 進(jìn) 行串 行 變 換 ， 從 一 根 信 號 線 以 電 壓 （ 或 電 流 ） 形 式 依 次 送出 。 三、線陣 CCD 傾角測量原理 圖 CCD 傳感器 TCD1304 的結(jié)構(gòu)框圖 圖 管腳結(jié)構(gòu) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 8 頁 光 源 和 線 陣 C C D 分 別 安 裝 在 兩 個 被 測 對 象 的 軸 心 方 向 上 。當(dāng) 被 測 對 象 與 垂 直 平 面 成 一 定 角 度 θ 時 , 匯 聚 到 線 陣 C C D 受 光 面 上 的 光 線 將 偏 離 受 光 面 的 中 心 位 置 , 角 度 越 大 偏 移 量 就 越 大 , 偏 移 到 弧 形 聚 光 透 鏡 的 邊 緣 時 達(dá) 到 測 量 的 最 大 角 度 。 若 CC D 接 收 端 的 焦 距 D 為 2 c m , 像 素 尺 寸 d 為 1 0 μ m, 則 由 測 量 象 素 編 號 M 的177。像 素 尺 寸 d = 8 μ m ,角 度 分 辨 率 為 : 10176。 有 效 感 應(yīng) 波 長 為 4 00 ~ 1 1 0 0 n m , 在 可見 光 和 紅 外區(qū) 均 可 正 常 工 作 。Φ M 為 主 時 鐘 , S H 為 轉(zhuǎn) 移 脈 沖 , I C G 為 積 分清 除 脈 沖 。 懸架控制：單片機(jī)根據(jù)計算出的傾角對汽車懸架進(jìn)行控制。 OS 為信號輸出端，輸出信號結(jié)果二值化電路處理后輸入到單片機(jī)的 口進(jìn)行處理。 C C D 信 號 由 O S 端 輸 出 經(jīng) 三 極 管 緩 沖 后 , 信 號 C P 0 + 接 A T8 9 C5 1 內(nèi) 部 模 擬 比 較 器 的 同向 輸 入 端 , 經(jīng) R 6 、 R 8 分 壓 后 得 到 的 C P 0 接 比 較 器 反 向 輸 入 端。 C CD 完 成 所 有 像 素點 一 次 順 序 輸 出 的 時 間 約 為 1 0 . 7m s , 而 透 鏡 聚 焦 后 作 用 在 C C D