1. 研究目的与意义
随着社会和经济的迅猛发展,汽车作为人类生活的代步交通工具越来越普及。汽车设计的各项指标以及综合性能越来越得到社会各界的关注,而车辆的悬架系统与车辆行驶安全性和舒适性密切相关,因此悬架系统设计对车辆来说至关重要。汽车悬架是车架或车身与车桥间一切传力、连接装置的统称,用来弹性地连接车桥与车架或车身,缓和行驶中车辆受到的冲击力,保证货物的完好和人员的舒适。因而如何设计一款可靠的高性能汽车悬架控制器已经成为汽车行业的研究热点,并且对中国的汽车行业具有重要战略意义和深远影响。
悬架是现代汽车的重要总成之一, 它对汽车的平顺性、稳定性和通过性均有很大影响。传统的被动悬架一般由具有固定参数的弹性元件和阻尼元件组成,被设计为适应某一种路面, 这就限制了汽车性能的进一步提高。自上世纪 70 年代以来, 工业发达国家开始研究基于控制技术的主动或半主动悬架系统。引入控制技术后的悬架是一类复杂的非线性动力系统, 其研究进展和开发应用与机械动力学、流体传动与控制、测控技术、计算机技术、电子技术、材料科学、非线性力学等多个学科的发展紧密相关。这些学科的发展为悬架系统从被动隔振发展为主动控制奠定了基础。尤其在智能控制技术及智能材料科学取得引人瞩目进展的同时, 已开始应用到汽车悬架控制系统, 使得汽车悬架控制系统的研究不仅在理论上和方法上取得显著进步,而且也出现了工程实际应用的可能。
电子控制空气悬架系统的研究在国内还处于起步阶段,对空气悬架的控制必然经历控制对象由简单到复杂、控制参数由少到多的发展过程,其技术只能通过消化吸收再提高。预测电子控制空气悬架系统在国内市场的推广次序是高级车辆,重型汽车,高档轿车,故优先选择高级车辆电子控制空气悬架系统,对其车身高度的控制、可调阻尼减振器的控制以及空气弹簧充放气的控制策略等关键技术进行重点研究。在项目支撑的条件下,结合多学科、多领域,对电子控制空气悬架系统进行深入的研究,最终实现电子控制空气悬架系统产品的产业化,使得电子控制空气悬架系统的主要性能应达到国际先进水平,以满足国内和国际市场竞争的需要。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
本课题主要从汽车悬架高度监测、信号转换、高度显示、异常报警以及应急处理等角度来进行研究设计,所设计的系统主要有车况检测单元、控制单元、输出显示单元、执行单元报警单元以及一些保护电路构成。
预期目标:
3. 研究的方法与步骤
高度可调的车身悬架控制系统可以提高车辆的舒适性和稳定性。高度可调的车身悬架控制系统根据传感器采集的汽车行驶状态和驾驶员选择的控制模式状态信息,由单片机通过控制执行装置来对空气压缩机进行控制使弹簧压缩或伸长,从而来进行高度的调节。
通过车身高度传感器检测车辆实时高度并通过lcd液晶显示器显示车身高度。利用车速传感器来确定车辆的速度,从而判定车辆的行驶情况,根据车辆的行驶情况来进行车辆的高度调节。通过转角传感器来确定车辆是否转弯,转弯时,车身内侧高度降低,外侧高度升高。根据车辆实时高度和显示高度进行对比,若发现不符,报警电路即会报警。通过矩阵键盘能够做到对车辆高度的实时调节。
4. 参考文献
(1)张洪润,孙悦.单片机原理及应用[m].清华大学出版社.2008
(2)安部正人.汽车的运动与操纵[m].机械工业出版社.1998
(3)沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[m].电子工业出版社.2005
5. 计划与进度安排
(1)2022.3.42022.4.01 查阅资料,撰写开题报告;
(2)2022.4.22022.4.22 硬件功能分析,熟悉mcs-51系统指令及编程语言;
(3)2022.4.232022.5.6 设计电路原理图、编制应用程序;
