【正文】 趨于穩(wěn)定，此時(shí) Td 取 。江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）330 1 201圖 411 調(diào)整積分系數(shù)后達(dá)到需求的曲線將 Kp 值減小 10%，取 40，再由小到大調(diào)節(jié)積分時(shí)間 Ti，直到出現(xiàn)如圖 411 所示曲線，可以看出出現(xiàn) 1/4 衰減曲線的時(shí)間比之前加快了，由原來(lái)的 1s 變成現(xiàn)在的，并且使曲線趨于穩(wěn)定狀態(tài)了，此時(shí) Ti 取 2。選用高，中，低三種不同附著系數(shù)的路面，三種路面參數(shù)見(jiàn)表 33。②按表 41 計(jì)算 、Ti、Td 參數(shù)的具體數(shù)值。③積分時(shí)間不變，改變比例帶，觀察控制過(guò)程，如有改變，則繼續(xù)調(diào)整，直到滿意為止，否則，比例帶不變，再調(diào)整積分時(shí)間，力求改善控制過(guò)程，如此反復(fù)湊試，直到找到滿意的比例帶和積分時(shí)間為止。連續(xù)時(shí)間控制律為: (42)001()tpdiekeTut?????式中 u—控制量； —控制量初值； —比例系數(shù)；0upiT—積分時(shí)間常數(shù)； —微分時(shí)間常數(shù)；e—控制誤差。微分控制的缺點(diǎn)是易引進(jìn)高頻干擾。調(diào)節(jié)器作為一種校正環(huán)節(jié)對(duì)被控對(duì)象校正，使閉環(huán)系統(tǒng)得到預(yù)期的控制效果。它最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，只要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)的在線整定，即可獲得滿意的結(jié)果。利用此模型，可以實(shí)現(xiàn)基本制動(dòng)工況防抱死控制的仿真，包括各種不同附著系數(shù)路面。為了防止車輪在制動(dòng)時(shí)抱死。1Rsv???圖 47 滑移率計(jì)算仿真模塊滑移率 s 的計(jì)算的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到整個(gè)仿真正確性，圖 46 中的仿真模塊的輸入量為車速 v 和車輪角速度 ω，輸出量為滑率 S。理想的控制是控制附著系數(shù)在峰值附著系數(shù)處，這時(shí)能得到理想的控制效果。圖 45 車輪受力仿真模塊ABS 是通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器對(duì)壓力進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)力矩的調(diào)節(jié)，控制車輪與地面附著系數(shù)處于峰值附著系數(shù)附近。由此可見(jiàn)，ABS 與普通制動(dòng)系統(tǒng)是不可分割的；普通制動(dòng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問(wèn)題，ABS 是根本無(wú)法工作的。一旦輪缸壓力降低，車輪不再抱死，電磁閥則自動(dòng)返回到壓力保持期或升壓準(zhǔn)備期，有條不紊地控制著江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26車輪的滑動(dòng)率，使車輪始終處在接近抱死而并不抱死的狀態(tài)。ABS 報(bào)警燈裝在儀表板上，用來(lái)提示 ABS 故障并提醒駕駛員注意予以檢修，其電源接在 ABSECU 和油壓組件電路中，受控于點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。ABS ECU 內(nèi)部監(jiān)視修正電路主管監(jiān)視各電磁閥電壓和蓄電池電壓, 并監(jiān)控制動(dòng)管路壓力，自行修正 ABS 控制程序，若檢測(cè)到有電路不良，便立即報(bào)警。電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 電 路 診 斷 和 保 護(hù) 電 路計(jì) 算 及 控 制 電 路電 磁 閥驅(qū) 動(dòng) 電路輪 速 信號(hào) 處 理電 路電 源 管 理 電 路與 外 界 通 訊 電 路四 路 傳 感 器 輪速 信 號(hào) 輸 入圖 43 ABS 控制流程圖江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25 FSAE 賽車 ABS 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型的制動(dòng)油壓調(diào)節(jié)器是通過(guò)電磁閥來(lái)控制管路壓力的；制動(dòng)油壓調(diào)節(jié)器通過(guò)“升壓”、 “減壓 ”、 “保壓”3 種基本動(dòng)作，調(diào)節(jié)輪缸的制動(dòng)油壓，使車輪的滑動(dòng)率控制在15%~ 20%之間，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防抱死制動(dòng)功能。ABS 一般由制動(dòng)主缸、液壓控制組件、車速傳感器、G 傳感器、ABS 控制器( ABS ECU ) 、電磁閥繼電器、油泵繼電器、ABS 報(bào)警燈等組成。ABS警報(bào)燈的功用是在 ABS 出現(xiàn)故障時(shí)，由 ABS 電腦控制其點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并可由 ABS 電腦控制閃爍顯示故障碼。圖 42 輪速傳感器在車上的位置（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)ABS 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和 ABS 報(bào)警燈組成。在各種控制方式的 ABS 中均有輪速傳感器，它利用電磁感應(yīng)原理（或霍爾原理）檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速，并把輪速轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)送至 ABS 電腦?？偠灾?，在汽車的制動(dòng)過(guò)程中，ABS 不斷的調(diào)整制動(dòng)壓力，使車輪滑移率是中保持在 20％左右，以便獲得最大縱向附著系數(shù)，提高汽車的制動(dòng)效能。在大多數(shù)情況下往往要抱死車輪，此時(shí)一方面造成車輪輪胎的嚴(yán)重磨損；另一方面后輪抱死會(huì)產(chǎn)生側(cè)滑，容易使汽車喪失穩(wěn)定性，而前輪抱死會(huì)使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，賽車手們腳踏板控制的制動(dòng)壓力過(guò)大時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器及控制器可以探測(cè)到車輪有抱死的傾向，此時(shí)控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)減小制動(dòng)壓力。在賽車制動(dòng)過(guò)程中，ABS 會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪輪缸的制動(dòng)壓力，把車輪滑移率控制在一定范圍內(nèi)，防止車輪產(chǎn)生抱死，達(dá)到提高賽車制動(dòng)過(guò)程中的操縱穩(wěn)定性、并縮短制動(dòng)距離的目的。 軟件算法數(shù)字儀表的軟件是基于 NEC 的 78K 系列單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，采用的是 NEC 公司的 K0 系列開(kāi)發(fā)工具，在設(shè)計(jì)中，考慮到每秒的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖和車速脈沖的區(qū)別，選用一個(gè) 16 位的計(jì)數(shù)器來(lái)記錄發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖，用一個(gè) 8 位計(jì)數(shù)器來(lái)記錄車速的脈沖。27./vmRtn??因?yàn)檐囁倜}沖 的量化誤差為 1 個(gè)脈沖，故車速的變化：2 （3222.()/7./7./vtRtntv????????10） （322222/1。160/nmpt?因?yàn)榱炕`差是 1 個(gè)脈沖，故轉(zhuǎn)速變化： （3=4）11()/60//tpttn???? （35）n??? （36）1/mpt （37 ）60為相對(duì)誤差；p=37 為發(fā)動(dòng)機(jī)的每轉(zhuǎn)發(fā)出的固定脈沖數(shù)。因此，為了提高測(cè)量精度，t 要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間。 車速、轉(zhuǎn)速表控制系統(tǒng)流程模塊的端程序通過(guò)給定的車速或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值按照算法計(jì)算出控制信號(hào)參數(shù)并輸出控制信號(hào)。 電源電路設(shè)計(jì)任何電子設(shè)備，其供電品質(zhì)好壞直接影響了電子設(shè)備工作性能，汽車儀表也不例外。所以選擇模擬量輸出型的燃油液位浮子式傳感器。三極管 Q1 工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),完成信號(hào)的放大驅(qū)動(dòng) ,與電阻 RR光耦U10 構(gòu)成光電隔離電路,以提高抗干擾能力。由霍爾傳感器的輸出特性可知，車速信號(hào)是一占空比不變，頻率與車速成正比的脈沖信號(hào)。其中磁電式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)中有很多應(yīng)用,但由于它為自發(fā)電性，在低速時(shí)輸出信號(hào)很微弱，在速度接近零時(shí)無(wú)法使用。但由于其集成度較高，封裝僅為 10mm 方，其上有 44 個(gè)引腳，焊接有一定難度；同時(shí)軟件設(shè)置上的復(fù)雜度變高，需要花費(fèi)更大精力去解決。（8）電器安裝布置總圖綜上對(duì)各主要電器部件進(jìn)行說(shuō)明之后，結(jié)合它們的安裝位置的要求和條件，最后形成 FSAE 賽車電氣系統(tǒng)中各主要電器部件的安裝布置圖, 如圖 21 所示。而剎車開(kāi)關(guān)可選能自動(dòng)回位的常開(kāi)式開(kāi)關(guān)，當(dāng)踩下踏板時(shí)，開(kāi)關(guān)電路才接通，剎車燈亮。起動(dòng)繼電器流過(guò)的電流高達(dá) 200 A 以上，是一個(gè)較易損壞的電器件，安裝時(shí)應(yīng)盡可能靠近起動(dòng)機(jī)和電。ECU 安置有以下幾個(gè)方面要求：通江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11風(fēng)情況良好，避免積灰現(xiàn)象；遠(yuǎn)離熱源；選擇相對(duì)較高并且干燥防水的位置；便于安裝與接線。在不久的將來(lái)，我國(guó)汽車行業(yè)將研制出更多、更先進(jìn)可靠的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。我國(guó)從 80 年代引進(jìn)單片機(jī)，主流系列為英特爾公司 51 系列，在我國(guó)應(yīng)用較為成熟，近年其他公司的性能優(yōu)良的單片機(jī)較多地引進(jìn)，為單片機(jī)應(yīng)用提供更好的條件。FSAE 方程賽車在外面行駛和存放，電子系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，夏季當(dāng)氣溫達(dá)到 3 5℃ 時(shí)， 路面達(dá) 70℃，車內(nèi)溫度也會(huì)很高，電子元件工作受溫度影響很大，超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)很容易失效，造成系統(tǒng)故障。單片機(jī)在汽車上應(yīng)用主要問(wèn)題：高壓點(diǎn)火、繼電器火花和電源干擾( 電壓波動(dòng))等是汽車上電子系統(tǒng)的主要干擾源。汽車不僅僅應(yīng)用單片機(jī)，還促進(jìn)單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，IZC 技術(shù)就是首先應(yīng)用在德國(guó)某型轎車，隨后得到廣泛應(yīng)用。如電腦防盜安全報(bào)警系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、汽車導(dǎo)行定位系統(tǒng)、電子安全防滑系統(tǒng)及防抱死系統(tǒng)、電腦安全氣囊系統(tǒng)、電腦控制懸架系統(tǒng)、汽車電子地圖、電子自動(dòng)行駛系統(tǒng)、汽車自診斷系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速器、聲音警告系統(tǒng)、車門(mén)控制系統(tǒng)、旅行指導(dǎo)系統(tǒng)和微電腦空調(diào)系統(tǒng)等。單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)一般需要借助專用開(kāi)發(fā)工具，每年單片機(jī)均有自己特定的指令系統(tǒng)，可以用匯編語(yǔ)言或 BASIC、C 等高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)。系統(tǒng)框圖如 1 所示。前向通道是系統(tǒng)的信息輸人端，將各種傳感器如水溫、氣壓、位置開(kāi)關(guān)、空氣流量計(jì)、電池電壓等有關(guān)參數(shù)和連續(xù)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路處理得到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送人單片機(jī)。一輛國(guó)外先進(jìn)轎車就使用幾十個(gè)單片機(jī)。這些裝置和系統(tǒng)的采用，使汽車的行駛安全性、可靠性和舒適性有很大提高，節(jié)約了燃料，降低了對(duì)環(huán)境的污染，改進(jìn)和提高了汽車的性能。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來(lái)。完成“思考”之后，ECU 下一步需要做的就是 “指揮”。這相當(dāng)于一個(gè)軟件，當(dāng)數(shù)據(jù)傳入 ECU 時(shí)，ROM 程序的故有數(shù)據(jù)與采集而來(lái)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，由此ECU 得出調(diào)整方法?！皞刹臁苯唤o Sensor（傳感器）來(lái)完成，傳感器負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行“ 偵察”，在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，大大小小的傳感器有數(shù)十個(gè)之多。這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的介入了，ECU 應(yīng)運(yùn)而生。但如果要改裝的話特別是對(duì)于有渦輪的車來(lái)說(shuō)，改裝 ECU 便可提升 50%左右的性能。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一個(gè)指揮過(guò)程：“思考” 、 “指揮”，最終 “確認(rèn)”。經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)電路完戚對(duì)噴油器、點(diǎn)火組件、怠速直流電動(dòng)機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)的控制。 同時(shí)中樞控制電腦不僅參與發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，還利用多路傳輸系統(tǒng)，各種 BUS 線與車身其它電子控制系統(tǒng)，如 ECT、ABS、TRC……共享信息運(yùn)作，一機(jī)多用，使整車的駕乘性能產(chǎn)生了質(zhì)的提升。 發(fā)展我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車電子產(chǎn)業(yè)，擺脫過(guò)于以來(lái)進(jìn)口的狀況具有重大戰(zhàn)略意義。任何某一環(huán)節(jié)的缺陷將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)逐漸從過(guò)去的院校和研究院的研發(fā)向以企業(yè)為主導(dǎo)并以產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)的局面發(fā)展。舉辦 FSAE 中國(guó)大賽，雖然目前已經(jīng)具備參賽實(shí)力的隊(duì)伍不多，但是相信經(jīng)過(guò)若干年努力，國(guó)內(nèi)從事 FSAE 項(xiàng)目的學(xué)校將會(huì)越來(lái)越多，并且隨著組織方經(jīng)驗(yàn)的積累，中國(guó) FSAE 也將能成功。國(guó)外每個(gè)成熟的車隊(duì)都要經(jīng)過(guò)數(shù)年的經(jīng)驗(yàn)積累，方能比較成功完成比賽中的各個(gè)測(cè)試。中國(guó) FSAE 項(xiàng)目起步較晚，目前國(guó)內(nèi)有湖南大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、廈門(mén)理工擁有車隊(duì)和車輛，吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)和天津大學(xué)等在籌建中。通過(guò)該項(xiàng)目重點(diǎn)考察和培養(yǎng)參與學(xué)生的只是水平、創(chuàng)造力和想象力。最后基于 CAN總線將各個(gè)模塊連接組成一個(gè)整體電路圖。所以研究和制作一個(gè)簡(jiǎn)潔，實(shí)用，穩(wěn)定的整車電器系統(tǒng)是很有必要的。電氣控制系統(tǒng)是FSAE賽車很重要的一個(gè)組成部分。 此 外 ， 考 慮 到 市 場(chǎng) 銷 售 的 因 素 ，該 車 需 美 觀 、 舒 適 ， 零 部 件 也 需 要 有 通 用 性 。 某 一 制 造 公 司 聘 請(qǐng) 他們 為 其 設(shè) 計(jì) 、 制 造 和 論 證 一 輛 用 來(lái) 評(píng) 估 該 公 司 某 一 量 產(chǎn) 項(xiàng) 目 的 原 型 車 。 為 給 車 隊(duì) 最 大 的 設(shè) 計(jì) 彈性 和 自 我 表 達(dá) 創(chuàng) 意 和 想 象 力 的 空 間 ， 在 整 車 設(shè) 計(jì) 方 面 將 會(huì) 限 制 很 少 。 　 　 SAE 方 程 式 （ Formula SAE） 系 列 賽 源 于 1978 年 。 自 1981 年 創(chuàng)辦 以 來(lái) ， FSAE 已 發(fā) 展 成 為 每 年 由 7 個(gè) 國(guó) 家 舉 辦 的 9 場(chǎng) 賽 事 所 組 成 ， 并 有 數(shù) 百 支來(lái) 自 全 球 頂 級(jí) 高 校 的 車 隊(duì) 參 與 的 青 年 工 程 師 盛 會(huì) 。 SAE 方 程 式 （ Formula SAE） 系 列 賽 將 挑 戰(zhàn) 本 科 生 、 研 究 生 團(tuán) 隊(duì) 構(gòu)思 、 設(shè) 計(jì) 與 制 造 小 型 具 有 越 野 性 能 的 方 程 式 賽 車 的 能 力 。 為 了 達(dá) 到 比 賽 的 目 的 、 學(xué) 生 可 以 把 自 己 假 想 設(shè) 計(jì) 人 員 。 該 車 必 須 成 本 低 廉 、 易 于 維 修 、 可 靠 性 好 。 各 個(gè) 設(shè) 計(jì) 環(huán) 節(jié) 將 作 為 競(jìng) 賽 比 較和 評(píng) 判 的 內(nèi) 容 。一個(gè)配合江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3良好，工作正常，運(yùn)行穩(wěn)定的電路系統(tǒng)是使賽車正常運(yùn)行的重要保障。每一個(gè)部分都是用一塊單片機(jī)控制的結(jié)構(gòu)模塊。將本屆大學(xué)生方程式大賽定義為由各個(gè)大學(xué)車隊(duì)的本科生和研究生構(gòu)想、設(shè)計(jì)、制造一輛小型方程式賽車，賽車應(yīng)在加速、剎車、操控性方面有優(yōu)異表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項(xiàng)目并參加比賽，項(xiàng)目的目標(biāo)是由學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造一輛小型方程式賽車。（3）研究現(xiàn)狀大學(xué)生方程賽車在國(guó)外研究已經(jīng)基本處于成熟階段，研究成果也相當(dāng)?shù)南冗M(jìn)。FSAE 項(xiàng)目是一個(gè)結(jié)合了理工科知識(shí)和實(shí)際加工以及項(xiàng)目管理的一個(gè)綜合性比江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4賽項(xiàng)目，有別于以往其他單純的競(jìng)速類項(xiàng)目。日本第一次舉辦 FSAE 比賽，也只有 10 幾只隊(duì)伍參加，這些隊(duì)伍都是來(lái)自日本國(guó)內(nèi)，同樣在技術(shù)和規(guī)模上和美國(guó)以及歐洲有很大差距，但是經(jīng)過(guò)聯(lián)手 6 年的舉辦，已經(jīng)發(fā)展為國(guó)際賽事，隊(duì)伍近 80 個(gè)。 控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程及方向 目前，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的方程賽車電子產(chǎn)品正處于加速發(fā)展