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汽车空气悬架电控系统开发与仿真研究
| 论文题名： | 汽车空气悬架电控系统开发与仿真研究 |
| 关键词： | 汽车空气悬架;电控系统;仿真分析;传感器;弹簧特性 |
| 摘要： | 汽车悬架作为汽车的重要组成部分，对汽车的平顺性和操纵稳定性有十分重大的影响。被动悬架由于其刚度的不可变性，已经不能满足人民群众对汽车的性能需求。电子控制空气悬架是主动调节悬架，随着汽车行使环境的变化，调节悬架的刚度和车身高度，使行驶更安全乘坐更舒适。在我国电控空气悬架技术还不成熟，而电子控制空气悬架技术必然会在更多的车上使用，有广阔的前景。因此，开展对电控空气悬架包括空气弹簧、控制单元硬件以及软件的研究显得十分必然。 本文建立了单气室以及带附加气室的空气弹簧数学模型，使用小偏差线性法分析了空气弹簧刚度的影响因素。结果表明通过用步进电机对空气弹簧主副气室间节流口孔径进行调节，可有效调节空气弹簧的刚度到合适的程度，提高汽车的平顺性。建立了主动空气悬架的1/4的振动模型及半车模型，使用Matlab/Simulink软件对主动空气悬架进行仿真分析，结果表明主动悬架对改善汽车的平顺性起很大作用。 本文核心内容是控制单元的设计，在硬件设计过程中，选择MC9S12DP256作为主控芯片，设计了时钟电路、电源电路、锁相环电路、信号采集电路、输出控制电路等，并且应用Protel DXP完成原理图的绘制。在系统软件研制过程中，本着可靠与实用的原则，采用结构化和模块化方法，运用C语言进行软件设计，该程序依据空气弹簧的特性，实现悬架的刚度和高度的调节。使用Codewarrior软件进行程序的编译与下载。在刚度调节时，本控制单元把车身垂直加速度信号作为目标量，控制单元采集加速度传感器的数据，将加速度进行数据处理，使用模糊控制调节步进电机的转角与转向;在车身高度调节过程中，根据不同要求选择目标值，车身高度传感器采集车身高度值，计算偏差进行PID调节，通过调整充放气时间，调节车身高度;选择飞思卡尔MC9SDP256为主控芯片，匹配试验电路，搭建实验环境，观察实验现象。模拟试验中，通过观察实验现象与变量变化，得出此电子控制单元不仅可以检测到输入信号，进行合理的判断，还可以准确的控制输出，实验效果良好。 |
| 作者： | 张迪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵广耀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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