【正文】 化成線性關(guān)系，CAV424 輸出信號(hào)經(jīng)放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換后輸入 AT89C51 再送去顯示和控制懸架減震器的軟硬度。 總的來(lái)說(shuō)要完成以 下幾點(diǎn)： （ 1）設(shè)計(jì)出 分辨率 為 1度、量程為 15 度的固體擺電容傾角傳感器，主要研究其結(jié)構(gòu)原理和信號(hào)調(diào)理。圖 的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)中，一個(gè)連續(xù)可調(diào)的阻尼器與一個(gè)傳統(tǒng)的普通彈簧并聯(lián)，需要假定系統(tǒng)中的阻尼器能夠完全獨(dú)立于懸架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且能根據(jù)力控制信號(hào)做出反應(yīng)。因此，主 動(dòng)懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識(shí)，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。 一、主 動(dòng)懸架 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁(yè) 主動(dòng)懸架是一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括測(cè)量 系統(tǒng)、反饋控制中心、能量源和執(zhí)行器四個(gè)部分。 減振 器總成可以支承非垂直外力，從面減小減振器摩擦力的傳送。 麥佛遜支柱式懸掛的特性： 零件少，總成的質(zhì)量輕，總成安裝簡(jiǎn)單，更加便于保養(yǎng)。 雙 叉臂懸掛有以下特性 :設(shè)定幾何形狀時(shí)可獲得較大的自由度，精確的設(shè)定可以提高駕駛舒適性，轉(zhuǎn)向性能以及其它性能。范圍內(nèi)，汽車有一定不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比Ψ設(shè)計(jì)得比伸張小。車輪、非獨(dú)立懸架的車軸等屬于簧 載 質(zhì)量，也叫非簧載質(zhì)量 M?；奢d質(zhì)量變化范圍大，固有頻率變化范圍也大。若固有頻率選取過(guò)低，很可能會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)點(diǎn)頭角，轉(zhuǎn)彎側(cè)貨角，空載和滿載車身高度變化過(guò)大。固有頻率按下式計(jì)算： C(=Mg/f) g重力 加速 度； f懸架垂直變形（撓度） M懸架簧載質(zhì)量 。有貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁(yè) 些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。減振器用來(lái)衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振 動(dòng) ，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。由此可見(jiàn)懸架系統(tǒng)在汽車上是重要的 組成 之一。汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。 液體擺傾角傳感器介于兩者之間，但系統(tǒng)穩(wěn)定，在高精度系統(tǒng)中，應(yīng)用較為廣泛，且國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品多為此類 。氣體是密封腔體內(nèi)的唯一運(yùn)動(dòng)體，它的質(zhì)量較小，在大沖擊或高過(guò)載時(shí)產(chǎn)生的慣性力也很小，所以具有較強(qiáng)的抗振動(dòng)或沖擊能力。當(dāng)腔體所在平面相對(duì)水平面傾斜或腔體受到加速度的作用時(shí)，熱線的阻值發(fā) 生變化，并且熱線阻值的變化是角度或加速度的函數(shù)，因而也具有擺的效應(yīng)。 在液體擺的應(yīng)用中也有根據(jù)液體位置變化引起應(yīng)變片的變化，從而引起輸出電信號(hào)變化而感知傾角的變化。若液體擺水平時(shí)，則 RI=RIII。如應(yīng)變式傾角傳感器就基于此原理。 當(dāng)傾貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10 頁(yè) 角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)面和垂直方向沒(méi)有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。 六、 傾角傳感器的簡(jiǎn)介 傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量，從工作原理上可分為 “ 固體擺 ” 式、 “ 液體擺 ” 式、 “ 氣體擺 ” 三種傾角傳感器，傾角傳感器還可以用來(lái)測(cè)量相對(duì)于水平面的傾角變化量。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò) 分辨率時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。 靈敏度的量綱是輸出、 輸入量的量綱之比。 四、 傳感器的靈敏度 靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化 △ y對(duì)輸入量變化 △ x的比值。 三、 傳感器的線性度 通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。 二、 傳感器動(dòng)態(tài)特性 所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。對(duì)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等，這個(gè)差值稱為遲滯差值。 （ 2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲 線來(lái)描述。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首 要環(huán)節(jié)。開(kāi)發(fā)低成本和高可靠性的傳感器，以及高性能微處理器是半主動(dòng)懸架實(shí)用化的前題。 (2)控制器的研究。阻尼可調(diào)半主動(dòng)懸架又可分為有級(jí)可調(diào)半主動(dòng)懸架和連續(xù)可調(diào)半主動(dòng)懸架，有級(jí)可調(diào)半主動(dòng)懸架的阻尼系數(shù)只能取幾個(gè)離散的阻尼值，而連續(xù)可調(diào)半主動(dòng)懸架的阻尼系數(shù)在一定的范圍內(nèi)可連續(xù)變化。 1973 年，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的 和 首先提出了半主動(dòng)懸架的概念。 傳感器主要有以下四點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)： 研究新型敏感材料。 通過(guò)對(duì)此次的設(shè)計(jì)，鍛煉人克服困難的毅力，培養(yǎng)獨(dú)立動(dòng)手動(dòng)腦能力，培育出良好的生活品質(zhì)。This paper mainly describes the differential solid pendulum capacitance Angle sensor structure and working principle and singlechip microputer ， AT89C51 and A/D and display interface circuit， in order to tilt sensors and semiactive suspension choice, also describes the sensor and the basic knowledge of the suspension system。貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1 頁(yè) 目 錄 前 言 ....................................................5 0、 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 .....................................5 0、 2 設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) .............................5 第一章 傳感器及懸架系統(tǒng) ..................................7 1 傳感器基本知識(shí) .......................................7 1 傳感器定義 ...........................................7 2 傳感器原理 ...........................................7 3 傳感器分類 ...........................................7 4 傳感器的特性 .........................................7 2 懸架系統(tǒng)基本知識(shí) ........................................11 1 懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)述 ........................................11 2 現(xiàn)在懸架系統(tǒng)的分類 ....................................13 3 懸架控制 系統(tǒng)的分類 ....................................13 3 本論要研究的內(nèi)容 .....................................15 第二章 固體擺電容傾角傳感器設(shè)計(jì) ........................16 1 差動(dòng)電容變面積傳感器工作原理 ..........................16 2 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 ...................................17 3 對(duì)電容傳感器產(chǎn)生影響的處理 ............................19 1 電容電場(chǎng)的邊緣效應(yīng) ....................................19 2 寄生和分布電容的影響 ..................................19 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 2 頁(yè) 4 傳感器信號(hào)調(diào)理 ......................................19 1 CAV424 簡(jiǎn)介 .........................................20 2 CAV424 的檢測(cè)原理 ....................................20 5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .........................................23 1 放大電路的設(shè)計(jì) .......................................23 2 采用 ADC0809 芯片做模數(shù)轉(zhuǎn)換 .............................24 3 AT89C51 芯片 ........................................26 4 顯示電路 ...........................................27 6 軟件設(shè)計(jì) ............................................28 1 A/D 轉(zhuǎn)換程序 .......................................28 2 滑動(dòng)平均濾波設(shè)計(jì) ....................................30 3 標(biāo)度變換程序設(shè)計(jì) .....................................33 4 顯示程序 ...........................................34 5 半主動(dòng)懸架控制程序 ....................................36 第三章 總結(jié)與展望 .....................................39 1 總結(jié) ................................................39 2 展望 ..............................................40 致謝 ....................................................40 參考文獻(xiàn) ................................................40 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 3 頁(yè) 固體擺電容傾角傳感及車輛半主動(dòng)懸架控制設(shè)計(jì) 摘 要 隨著 社會(huì)科技的進(jìn)步帶動(dòng)了人們對(duì)物質(zhì)品質(zhì)的高要求， 人們對(duì)汽車的要求越來(lái)越高，這也 是 進(jìn)科技的創(chuàng)新進(jìn)步 的原因之一。 關(guān)鍵詞：固體擺電容傾角傳感器、單片機(jī) AT89C5 CAV42半主動(dòng)懸架控制 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 4 頁(yè) Solid pendulum Angle sensor design and type semiactive suspension control design ABSTRACT Along with the progress of social science and technolgy driven people to the physical quality of high demand, people are increasingly demanding for cars, this also is the innovation of science and technology progress into one of the reasons。其 中，半主動(dòng)懸架控制的目的有兩個(gè)方面，一方面是是使車輛能適應(yīng)較差的行駛路況，另一方面是讓駕乘人員有良好的、舒適的環(huán)境。我國(guó)為了