【導讀】式線控制動系統(tǒng)和液壓式線控制動系統(tǒng)兩種。BBW技術是當今汽車界研究的熱點?，F(xiàn)如今，汽車零件在結構方面的創(chuàng)新空間有限。創(chuàng)新點主要在電子方面，用電子技術取代機械功能。線控制動系統(tǒng)的核心是控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收信號，通過分析后發(fā)出適。本文研究的是使用GMM新型材料從而實現(xiàn)制動系統(tǒng)的功能。創(chuàng)新點是在H型機構上。整套系統(tǒng)不存在各種管路，因此非常環(huán)保，制。全文共分四章各章主要內(nèi)容如下：。第二章論述GMM國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，磁致伸縮原理，壓力和磁場對材料尺寸的影響；如何選取GMM棒的尺寸；磁感線圈長度、內(nèi)外徑確定；導線直徑、匝數(shù)、厚度的確定；第三章簡要介紹控制系統(tǒng)，KeiluVision3軟件。sepic電路設計和硬件電路設計以及控。第四章主要是總結工作成果以及今后工作展望。

　　

【正文】 （ 32） )2%401()(2 ??? OUTpe akL II （ 33） 如果 L1和 L2繞在同一個磁芯上，由于互感作用 ,上式中的電感值就可用 2L代替。電感值可由下式計算∶ m a x( m i n )2221 DfIVLLL SWLIN ????????? （ 34） 功率 MOSFET 的選擇 最小閾值電壓 Vin(max)、導通電阻 RDS(ON)、柵漏電荷 QGD和最大漏源電壓 VDS（ max） 是選擇 MOSFET的關鍵參數(shù)。 邏輯電平或者子邏輯電平閾值 MOSFET 應該根據(jù)柵極電壓范圍確定。 峰值開關電壓等于 Vin＋ Vout,峰值開關電流由下式計算∶ )(2)(1)(1 p e a kLp e a kLp e a kQ III ?? （ 35） 流過開關的 RMS 電流由下式得出 ∶ ( m i n )( m i n ))(1 )( in OUTINOUTOUTRM SQ V VVVII ??? (36) MOSFET 的散耗功率 PQ1是∶ G A T ESWGDp e a kQO U TINONDSR M S I fQIVVDRIP ???????? )(1( m i n )m a x)()(121 )( (37) 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 25 PQ1為 MOSFET 總的功耗包括導通損耗（上式第一項） 和開關損耗（上式第二項）。 Ig為柵極驅動電流。 RDS(ON)值應該選最大工作結溫時的值，一般在 MOSFET 資料手冊中給出。確保導通損耗加上開關損耗不會超過封裝的額定值或者超過散熱設備的極限。 輸出二極管的選擇 選擇能夠承受峰值電流和反向電壓的二極管，在 Sepic 電路中，二極管的峰值電流跟開關峰值電流 IQ1peak相同。二極管必須承受的最小反向峰值電壓是∶ outinRD VVV ??1 (38) 跟升壓變換器相似，二極管的平 均電流跟輸出電流相同。二極管的功耗等于輸出電流乘以二極管的正向壓降。為了提高效率使用肖特基二極管。 Sepic 耦合電容的選擇 Sepic 耦合電容 Cs 的選擇主要看 RMS 電流（有效電流），可由下式得出 ∶ ( m in ))( INO U TO U TRM SCs VVII ?? (39) Sepic 電路的電容必須能夠承受跟輸出功率有關的有效電流。這種特性使 Sepic 特別適用于流過電容的有效電流（跟電容技術有關）相對較小的小功率的應用。 Sepic 耦合電容的電壓額定值必須大于最大輸入 電壓。鉭電容和陶瓷電容 是 SMT 的首選，它們具有很高的額定有效電流值，額定有效電流值跟電容的尺寸有關。穿心電解電容尺寸不受限制并且能夠提供需要的額定有效電流，較好用。 Cs的紋波電壓的峰峰值可由下式得出∶ SWSOUTCs fC DIV ???? m ax (310) 滿足需要的有效電流的電容在 Cs上一般不會產(chǎn)生太大的紋波電壓，因此峰值電壓通常接近輸入電壓。 輸出電容的選擇 在 Sepic 中，當電源開關 Q1打開時，電感充電，輸出電流由輸出電容提供，因 此輸出電容會出現(xiàn)很大的紋波電流， 選定的輸出電容必須能夠提供最大的有效電流 [25]。輸出電容上的有效電流是∶ 第三章 線控制動控制系統(tǒng)研究 26 ( m in ))( INOUTOUTR M SC o u t VVII ?? (311) ESR、 ESL 和大容量的輸出電容直接控制輸出紋波。如圖 4 所示，假設一半紋波跟 ESR 有關，另外一半跟容量有關，因此 )(2)(1pe akLpe akLripp le II VE SR ??? (312) SWripple fV IC OUTOUT ??? (313) 輸出電容必須滿足有效電流、 ESR 和容量的需求。 輸入電容的選擇 跟升壓轉換器相似， Sepic 電路的輸入端有個電感，因此輸入電流的波形是連續(xù)的三角形形狀。電感保證輸入電容上僅有很低的紋波電流。輸入電容的有效電流可由下式得出∶ 12C I N ( R M S ) LI ??? (314) 輸入電容必須能夠承受有效電流。在 Sepic 電路的應用中雖然對輸入電容的要求不是很嚴格，但是用 10uF或者更大的電容可以使電路免受輸入電源內(nèi)阻的影響。 根據(jù)公式（ 31） ~（ 314）可進一步計算得到電路各相關參數(shù)，從而對電路元件進行合理的選擇。具體計算過程如下： 開關電流有效值為： AI R M SQ )()(5 2)(1 ??????? 占空比最大值為： 6 2 7 a x ??? ??D 電感 L L2值為： uHkLLL 8 26 2 7 6 2421 ?????? 電感電流峰值： AI p e a kL )(1 ????? 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 27 AI peakL )(2 ??? 開關電流峰值： AI p e a kQ )(1 ??? 電容值： uFC OUT 6 2 7 ????? ?? 最終選取電路參數(shù)：二極管選擇超快速關斷二極管 MUR1560,電感 L1=L2=283uH， C1=C2=10uF,開關管選取 IGBT H30T90。 已知 Sepic 電路的輸入電壓和輸出電壓關系為： inVDDV ??1out (315) 可計算得到占空與輸出電壓對應關 系 如表 33所示： 表 33 輸入信號占空比與輸出電壓對應關系 序號 輸入信號占空比 輸出電壓（ V） 1 2 2 6 3 10 4 16 5 24 6 36 7 40 第三章 線控制動控制系統(tǒng)研究 28 設計控制系統(tǒng)的硬件電路 圖 33 Atmega81電路連接圖 控制系統(tǒng)采用 Atmel 公司的基于精簡指令級的 8 位 MCU Atmega8L 芯片作為控制 核心如圖 33 所示 ，此款單片機最高工作頻率可達到 8M 完全能夠滿足控制系統(tǒng)的快速響應要求 。 MEGA8 單片機接收和監(jiān)控踏板傳感器及車輪轉速傳感器電信號，根據(jù)傳感器信號 ，通過改變脈寬調(diào)制器（ PWM）占空比 ，調(diào)節(jié)直流電源控制輸出電流和輸出電壓，達到控制 GMM線圈電流與電壓，實現(xiàn)剎車制動的目的。下面對硬件電路的各主要功能進行簡單的介紹： 圖 34 電流信號檢測電路 如圖 34 所 示，電流檢測電路主要用于檢測 GMM 線圈上的電流信號，實現(xiàn)電流的閉環(huán)調(diào)節(jié)。電路采用高性能運放 LM358,由汽車蓄電池電壓的級別，采用 12V 單電源供電模式。 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 29 控制程序的編寫 通過控制系統(tǒng)的設計，完全滿足了 GMM 線控制動系統(tǒng)的技術要求，能夠實現(xiàn)汽車的快速可靠制動，較傳統(tǒng)的制動方式取得了較大改進?？刂葡到y(tǒng)結 構如圖 35所示 ，該閉環(huán)控制系統(tǒng)采用 PID 控制器，算法簡單可靠，能夠保證控制系統(tǒng)的快速響應能力。 P I D ( s ) = K p + K i / s + K d sG ( s )KV o u tV i n 圖 35 系統(tǒng)控制框圖 軟件設計的流程圖 如圖 36 所示， 首先對 ATMEGA 8 單片機進行初始化，通過踏板傳感器的分壓電路檢測到踏板位移和車輪轉速信號，對信號進行調(diào)理。 MEGA 8 通過計算產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號（ PWM），對 PWM 產(chǎn)生的轉速信號是否滿足要求進行判斷，若 不滿足要求繼續(xù)寫入 MEGA 8 重新得到 PWM，若滿足要求則固定直流電源的輸出電壓，進而控制驅動源，達到制動目的。 初 始 化檢 測 踏 板 位 置 和 車 輪 轉 速計 算 G M M 控 制 電 流寫 入 P W M轉 速 是 否 滿 足 要求產(chǎn) 生 制 動 力開 始結 束YN 圖 36 程序流程圖 第三章 線控制動控制系統(tǒng)研究 30 為簡化控制系統(tǒng)軟件設計，以踏板傳感器信號作為主控制變量，采用查表法對 Sepic電源的輸出電壓進行控制。將汽車制動踏板傳感器信號劃分成如表 34 所示區(qū)間，并對電路輸出電壓進行控制。 表 34 控制信號與輸入信號對應關系 序號 傳感器電信號區(qū)間（ V） 直流電源輸出電壓（ V） 1 0～ 0～ 3 2 ～ 1 3～ 5 3 1～ 5～ 8 4 ～ 2 8～ 12 5 2～ 12～ 16 6 ～ 3 16～ 20 7 3～ 20～ 25 8 ～ 4 25～ 30 9 4～ 30～ 32 10 ～ 5 32～ 34 程序如下： include ifndef __SLEEP_DEFINED__ define __SLEEP_DEFINED__ .EQU __se_bit=0x80 .EQU __sm_mask=0x70 .EQU __sm_powerdown=0x20 .EQU __sm_powersave=0x30 .EQU __sm_standby=0x60 .EQU __sm_ext_standby=0x70 .EQU __sm_adc_noise_red=0x10 .SET power_ctrl_reg=mcucr endif include include include 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 31 //********************************* define the ADC channel //********************************* define ADCMUX_TYPE_ADC1 0x41 define ADCMUX_TYPE_ADC5 0x45 //********************************* //define the PID Parameters //*********************************/ int now_currunt_value=0。 unsigned int get_adc[5]={0,0,0,0,0}。 int back_currunt_value=0 。 int set_currunt_value=0 。 unsigned int Pwm_table[11]={0,64,128,192,256,320,384,448,512,576,640}。 unsigned char Pwm_table[11]={0,21,37,53,71,85,101,117,133,149,165} 。 void inital(void) { /*******************************/ /* MCU 初始化 */ /*******************************/ MCUCR =0b00001010。 //MCU 控制寄存器 啟動 INT0 INT1 任意電平變化引發(fā)中斷 SFIOR|=0b00000100。 //PUD set 1 GICR =0b11000000。 //INT0 INT1 使能 //SREG=0b10000000。 /*******************************/ /* I/O 端口功能初始化 */ /*******************************/ //SFIOR= =1。 // OCR2 =1。 //OCR1A =1。 //Run =1。 //Stop =1。 // PUD =1。 // PUD 第三章 線控制動控制系統(tǒng)研究 32 =1。 =1。 =0。 // ADC5 =0。 // ADC1 /***************************