【正文】 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 。 下 圖 為 圖 2 1 3 C CD 傳 感 器 T C D1 3 0 4 的 結(jié) 構(gòu) 框 圖 。 對 蓄 積 的 電 荷 每 隔 一 定 的 時 間 （ 由 時 序 電 路 控 制 ） 進 行串 行 變 換 ， 從 一 根 信 號 線 以 電 壓 （ 或 電 流 ） 形 式 依 次 送出 。整 個 器 件 密 封 在 2 0 腳 雙 列 陶 瓷 封 裝 中。 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 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 。 在 實 用 中 產(chǎn) 品 類 型 較 多 如 電 磁 擺 式 ， 其 產(chǎn) 品 測 量 范 圍 、 精 度 及抗 過 載 能 力 較 高 ，在 武 器 系 統(tǒng) 中 應(yīng) 用 也 較 為 廣 泛 。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 到 軍 用 武 器 系 統(tǒng) 的 要 求 。 在 重 力 場 中，固 體 擺 的 敏 感 質(zhì) 量 是 擺 錘 質(zhì) 量 ，液 體 擺 的 敏 感 質(zhì) 量 是 電 解 液 ， 而 氣 體 擺 的 敏 感 質(zhì) 量 是 氣 體 。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。 “ 氣 體 擺 ” 式 慣 性 元 件 由 密 閉 腔 體 、氣 體 和 熱 線 組 成 。 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 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 ” 。反 之 ，若 傾 斜 方 向 相 反 ， 則 R I RI I I 。當 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 。如 果 在 兩 根 電 極 之 間 加 上 幅 值 相 等 的 交 流 電 壓 時 ，電 極 之 間 會 形 成 離 子 電 流 ，兩 根 電 極 之 間 的 液 體 相 當 于 兩 個 電 阻 R I 和 R I I I 。 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 。在小角度范圍內(nèi)測量時，可以認為擺錘受力 F 與擺線與垂直線構(gòu)成的角度 θ 成貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 6 頁 線性關(guān)系。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。所 以 它 其 實 是 運 用 慣 性 原 理 的 一 種 加 速 度 傳 感 器 。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 。但是，該系統(tǒng)的商品化存在較大的困難，主要是硬件價格昂貴以及消耗能量過大 ，現(xiàn)在只用于少量排量較大的高檔轎車。因此，只需使力發(fā)生器產(chǎn)生一個正比于絕對速度負值的主動力，即可實現(xiàn)該控制目標。 目 前 主 要 應(yīng) 用 的 是 空 氣 彈 簧。 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 。其 基 本 控 制 原 理 是 根 據(jù) 簧 上 質(zhì) 量 對 車 輪 的 速 度 響 應(yīng) 和 加 速 度 響 應(yīng) 等 反 饋 信 號 ，調(diào) 節(jié)可 調(diào) 彈 簧 的 剛 度 或 可 調(diào) 減 振 器 的 阻 尼 力 。 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 一步提 高 ，因 此 減 振 性 能 很 差 。一 旦 確 定 就 不能 在 車 輛 行 駛 的 過 程 中 隨 外 部 變 化 而 改 變 。 而 減 振 器 主 要 用 于 控 制 響 應(yīng) 特 性 。按控制力則可分為三種懸架：主動懸架、被動懸架、半主動懸架，其簡化模型如下圖所示： 被動懸架：一般的車輛絕大都裝有由彈簧和減 振器組成的機械式懸架，簡化模型如圖 中第一個圖所示。 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。 第 2 章 懸架系統(tǒng)與傾角傳感器簡介 幾種懸架介紹 車輛懸架系統(tǒng)傳遞作用在車輪和車體間的一切力和力矩，緩和并衰減由路面不平引起的承載系統(tǒng)的振動 ,是車輛的一個重要組成部分。再對各個子電路單元進行原理分析。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 4 頁 TCD1304AP 信號處理系統(tǒng)的工作原理，以及對整個系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析與Proteus 仿真基礎(chǔ)上，確定各模塊的總體性能要求，為電路設(shè)計提供依據(jù)。 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汽車綜合性能將有 很大提高。 利用線陣 CCD 傾角傳感器進行傾角測量與傳統(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。 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 。因此理想的懸架系統(tǒng)應(yīng)在不同的行駛條件下具有不同的彈簧剛度和減振器阻尼力以同時滿足平順性與操縱穩(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。因此理想的懸架系統(tǒng)應(yīng)在不同的行駛條件下具有不同的彈簧剛度和減振器阻尼力以同時滿足平順性與操縱穩(wěn)定性的要求。 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。隨著CCD 技術(shù)不斷發(fā)展， CCD 技術(shù)應(yīng)用的廣度與深度必將越來越大。用來直接輸出角度等傾斜數(shù)據(jù)，直接使用?，F(xiàn)在的 MEMS 有非常高的集成度的加速 度計，即一個芯片上集成了傳感系統(tǒng)與接口線路，來作為一個傾角傳感器模塊應(yīng)用。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 。目 前 ，在 半 主 動 懸 架 的 控 制 研 究 中 ，以 對 阻 尼 控 制 的 研 究 居 多。 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。 CCD 從結(jié)構(gòu)上分類主要分為線陣 CCD、面陣 CCD 兩種： 線 陣 C C D 主 要 用 于 某 種 物 理 特 性 的 非 接 觸 精 確 測 量 ，比 如 物 體 位 置 、大 小 尺 寸 等 方 面 ；面 陣 C C D 器 件 常 用 于 多 維 系 統(tǒng) 中 的 信 息 存 儲 、圖 像 記錄等方面，本設(shè)計就是用到線陣 CCD。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。主要控制理論有天棚原理、最優(yōu)控制和自適應(yīng)控制等，雖然優(yōu)控制器也不能適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的不確定性，但是這些控制中最優(yōu)控制方法是應(yīng)用最為廣泛的一種。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 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） III Abstract Suspension system is an important part of car. The automobile suspension system is refers to the floorboard of the connection between the body and the wheels all parts, mainly by the spring, shock absorber and steering mechanism of three parts, its purpose is to pass all the force and moment between the wheels and the frame, and easing by the uneven road surface to the frame (or body) impact load, the attenuation caused by the vibration of bearing system, to ensure the smooth driving of vehicles. Thi