汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、主动安全性和舒适性的关键部件。电动助力转向(EPS)是一种全新的汽车动力转向技术,具有节能环保的优点,与汽车的发展主题相符。随着现代汽车工业的发展,汽车电控系统不断增多,这些复杂的系统,使得汽车故障自诊断功能要求越来越高。本文主要围绕国家自然科学基金项目:电动助力转向与汽车性能协调系统的分析及综合控制研究(项目编号:50475121),针对EPS故障分析和诊断展开研究。主要内容如下: 首先,建立了EPS系统的基本故障树模型,确定系统的故障形式,了解故障发生的原因和故障模式的传播途径,以实际开发的转向轴助力式电动助力转向系统为研究对象,建立了转向轴助力式电动助力转向系统的具体故障树模型,并对其主要故障进行了诊断分析。 其次,提出了将CAN总线技术应用到EPS系统故障诊断中的思想,阐述了基于神经网络的故障诊断策略,查找故障,执行相应操作。设计了包括控制单元的传感器故障信号采集电路及CAN控制器的EPS故障诊断系统,给出了详细的硬件电路图及ARM处理器-LPC2131单片机之间的接口硬件电路图,软件设计主要包括控制系统的程序设计,CAN总线接口的程序设计,包括一些初始化程序,信号采集,故障诊断显示程序等。 最后,利用Visual Basic语言完成了故障诊断系统的上层管理系统监控界面的设计,实现与故障节点的数据交换,达到诊断控制的要求。 实验测试结果表明,本文提出的基于CAN总线的EPS故障诊断系统的方案是可行的,且系统的各个部分运行稳定、可靠,满足设计功能和要求。
上传时间: 2013-07-18
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氙灯作为高强度气体放电灯,其较好的显色性,高光效等优点大大超过传统的卤钨灯,越来越受到市场的青睐,与其配套的电子镇流器的研制也成了热点。鉴于氙灯复杂的启动特性,与模拟控制相比,数字控制因其较大的灵活性在此控制方面显示了较大的优势。本文将以数字控制的汽车头灯电子镇流器为研究课题,对其一些关键的问题加以研究和探讨。 论文的绪论部分将首先介绍汽车头灯的发展历史,接着对汽车头灯电子镇流器存在的难点问题做简要的分析,指出目前其所处的现状,并结合汽车头灯未来发展趋势谈谈本次课题的可行性和必要性。 第二章首先给出了目前氙灯电子镇流器的基本电路结构,考虑到第一级直流升压变流电路的重要性,较详细讨论了目前具备升压功能的几个典型电路的特点。鉴于氙灯较高的点火要求,对几种典型的点火电路做了分析比较,最后讨论了控制模式及其具体的控制方式。 第三章对汽车头灯电子镇流器进行了全面的设计。依据汽车头灯电子镇流器的主要技术指标,较详细给出了主电路的设计过程,并还对其做了相应的损耗分析及效率估计。接着介绍了单级电压递升式点火电路设计,模数控制方式的原理,及控制回路中典型控制电路的设计,最后通过实际样机的制作,论证其设计的合理性。 第四章详细分析了高强度气体放电灯的启动特性,并根据金卤灯和氙灯各自启动特点及相应要求,分别提出了适合各自启动要求的控制方法。此外,在大量文献阅读的基础上,比较了当前典型的恒功率控制方案。在这个基础上,提出了基于数模混合控制的新型恒功率控制方案。最后通过实验验证了这些控制方法的可行性及正确性。
上传时间: 2013-07-09
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随着锂电池技术的发展和节能环保概念的普及,大容量锂离子电池在大功率场合的应用前景也越来越广阔,比如电动汽车、电动自行车、混合动力汽车、太阳能发电系统等新能源以及航空航天领域。 但是锂离子电池组串联使用时容量不均衡的问题大大限制其广泛应用,加入均衡电路是有效的解决方法。尤其是对于大容量的锂电池组,价格昂贵,更是需要有效可靠的均衡电路与均衡策略。可以说,要实现大容量锂离子电池在大功率场合的广泛应用,电池单体的有效均衡是目前的技术瓶颈之一。因此深入研究锂离子电池组均衡电路的关键问题很有意义。 本文主要研究了以下几个方面的内容: 1.总结和比较了现在均衡电路的研究现状,包括均衡拓扑和控制策略。 2.结合均衡电路的需要,对锂电池的特性做了详细的测试和深入的研究,得出了对均衡有指导意义的结论。 3.介绍了本课题所采用的锂离子电池组均衡电路的工作原理和设计流程,并给出了具体电路和参数设计的结果。 4.基于锂离子电池的特性,提出了新颖的过均衡加滞环控制的方案。最后,给出了实验和仿真结果,验证了方案的可行性。 5.基于本文的研究工作对串联锂离子电池的均衡做了一些总结和展望。
上传时间: 2013-06-11
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电动助力转向系统(EPS)是集节能、环保、安全为一体的前沿技术,是未来车辆转向系统的发展方向。本文研究了电动助力转向系统的构成和工作原理,自主研发设计了一套电动助力转向控制系统,并进行实车试验。 控制系统中采用了基于ARM7TDMI—S内核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131开发板)进行控制器设计,分析和选择了系统的控制策略,完成了控制器的硬件和软件设计。系统的控制策略中采用了折线改进型助力曲线助力方式和模糊与数字PID相结合的控制方法,并进行相关补偿控制的分析;硬件设计过程中采用了抗干扰技术进行优化设计,完成了信号采集和处理电路、电机驱动电路、电源电路以及故障诊断等电路设计;软件设计采用了结构化的没计思想,完成了包括控制系统主程序、A/D采集子程序、车速和发动机信号的采集子程序、电机PWM控制驱动子程序以及故障诊断和信息显示子程序的设计,并在扭矩信号处理程序中应用容错技术进行了软件冗余优化设计。 本文对自主开发设计的EPS控制系统进行了实车试验和结果分析,试验结果表明,本文所设计的基于ARM的汽车电动助力转向控制系统在转向轻便性、稳定性和可靠性等方面性能良好,完全满足设计要求。
上传时间: 2013-07-21
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由于汽车排放、节能、安全和舒适性等使用性能不断提高,使得汽车电子控制程度也越来越高。汽车电子控制装置必须迅速、准确地处理各种信息,并通过仪表显示出来,使驾驶员及时了解并掌握汽车的运行状态,妥善处理各种情况。 本文以上海汽车荣威550的仪表盘为研究对象,对车速表、燃油表和水温表进行了改进,提出了ARM+Linux+MiniGUI这样一种系统设计方案,并对其进行了详细的分析与设计。 首先,论文给出了选题的背景与意义,讨论了汽车仪表目前的状况和发展趋势,并给出了本文的研究内容。通过分析改进后仪表盘的特点,给出了系统的总体设计方案。 其次介绍了仪表系统的软硬件平台,其中硬件包括主控制器的选择,存储器电路等外围电路的设计;软件包括嵌入式Linux开发平台的构建以及驱动程序的开发。 最后详细讲解了改进后仪表盘的用户界面设计,包括对几种常用的嵌入式GUI进行介绍,宿主机开发环境的建立以及使用MiniGUI开发应用程序,并简单介绍了几种软硬件抗干扰技术。 本文采用传感器技术、CAN总线和嵌入式技术,对荣威550汽车仪表进行合理化和人性化设计,结果表明,改进后的汽车仪表这不仅可以避免精度低、可靠性差等不足,而且具有精度高、智能化高、扩展性好等优点。
上传时间: 2013-06-25
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汽车防抱死制动控制系统(ABS)是改善汽车主动安全性的重要装置,在汽车日益普及的今天,它的应用更为广泛和具有重要意义。作为制动系统中的闭环控制装置,它能防止制动过程中的车轮抱死,以保持车辆的方向稳定性和减少轮胎磨损。ABS的主要部件有:液压调节器、轮速传感器和用于信号处理、触发报警灯和控制液压调节器的ECU。 本文首先简要介绍了ABS的发展历史和基本功能,整个系统的基本结构及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型,包括单轮旋转动力学模型、1/2车辆纵向动力学模型、7自由度整车模型、车辆制动器模型。 分析ABS控制方法,建立ABS滑模变结构控制系统模型。将滑模变结构控制和传统逻辑门限控制进行比较。在高附着系数路面上可以看出滑模变结构控制较传统逻辑门限控制能进一步缩短制动距离。进一步地,利用相同制动力在不同附着系数路面上引起的车轮角减速度不同的特点,在线修正目标滑移率,仿真结果显示获得了更好的制动效果。 根据防抱死制动系统的工作原理,以ARM单片机LPC2292为核心,完成了轮速信号调理电路、电磁阀和回液泵电机驱动电路等电路的设计,阐述了ABS各功能模块软件的设计思想和实现方法,完成了防抱死制动系统的硬件和软件设计。 最后,自主设计的控制器在某车型上进行了替换试验。 试验结果表明:自主开发的ABS控制器满足了制动防抱死功能的需要,各项试验指标皆与原装ABS接近。
上传时间: 2013-04-24
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汽车行驶记录仪(文中也简称为记录仪),亦称“汽车黑匣子”,是安装在车辆上,对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其它状态信息进行监控、记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。为分析和判断汽车驾驶状态和处理交通事故提供了可靠准确的科学依据。本课题的来源是国家信息产业部下达的电子发展基金项目,与同类产品相比,增加了音/视频功能,目前已通过信产部验收。 本文主要分析和设计了一种具有低成本高扩展性的基于ARM与ARMLinux的汽车行驶记录仪方案,该系统作为信产部项目中的主控模块实现了记录仪的标准功能。硬件方面分析了汽车行驶记录仪的标准功能对应ARM片内外围电路与外部器件的设计。软件方面分析了基于YAFFS文件系统与Linux 2.6的软件平台在嵌入式应用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特点与基本原理,Linux中线程的实现机制与Linux Kernel 2.6在响应时间上的改进。并给出了该记录仪基于Liinux的多线程结构应用程序的设计要点、流程图和主要的数据结构。 作为扩展,为记录仪增加了采集和处理音/视频信号的DSP模块。DSP采用TI公司的专用于数字媒体应用的高性能DSP DM642。DSP模块同时采集3路视频并进行压缩,压缩算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。论述了实现音/视频功能的基本原理、DSP模块的存储器结构、ARM与DSP的通信及一些实用性的考虑。
上传时间: 2013-07-02
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汽车黑匣子(又称汽车行驶记录仪)是一种使用在汽车上的数字式电子记录装置。这种装置能对车辆的行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录存储并可通过接口实现数据输出。汽车行驶记录仪的使用,对抑制疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。本文根据汽车行驶记录仪国家标准GB/T 19056-2003,并在此基础上开发设计了一种具有音视频处理功能的汽车黑匣子,采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM处理器和Linux操作系统,同时为了使汽车黑匣子能更方便地与上位机之间进行通讯,本系统采用了USB Mass Storage设备来实现数据的传输。 论文首先介绍了汽车黑匣子的研究背景,并对国内外汽车黑匣子的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。接下来,论文阐述了系统总体设计的构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,给出了最后的设计方案,并建立了系统的开发平台。在硬件设计方面详细地介绍了各主要功能部件及电路的设计和特点。在软件设计单元介绍了Linux操作系统和Bootloader的特点,并给出了系统软件的各模块程序设计。在文件系统设计部分,论文讨论了在NandFlash中建立FAT文件系统的实现方法。最后通过Linux下USB Mass Storage设备驱动的设计和调试,实现汽车黑匣子记录的数据通过USB接口与PC机或PDA之间的通信。 本文在结束处对整个课题作出总结,并指出在本系统现有的基础上性能还可以进一步改善和改进的地方。
上传时间: 2013-05-27
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汽车在紧急制动过程中易出现很多非稳定因素(诸如侧滑、跑偏、失去转向操纵能力等),进而导致了相当多的交通事故。这些非稳定因素是由于制动时车轮抱死而产生的,汽车防抱死制动系统ABS(Anti-lockBraking system)可以避免制动时的这些不利因素,缩短刹车距离,保证汽车安全制动。 现代汽车整车控制技术的迅猛发展,迫切需要研制具有自主知识产权的汽车电子产品。研制以汽车防抱死制动系统为代表的高技术含量汽车电子产品,对加速我国汽车产业的技术自主化具有举足轻重的作用。 本文根据防抱死制动系统的工作原理,采用逻辑门限控制算法,选择车轮加速度和滑移率门限来调节制动压力,使车轮的滑移率保持在最佳滑移率附近。以ARM单片机LPC2292为核心,完成了轮速信号调理电路、电磁阀和回液泵电机驱动电路及系统故障诊断等电路的设计,阐述了ABS各功能模块软件的设计思想和实现方法,完成了防抱死制动系统的硬件和软件设计。 本文所设计的汽车防抱死制动系统在昌河CH711A轿车上进行了道路实验,结果表明:汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行,软件所采用的控制策略正确、有效,系统运行稳定可靠,改善了汽车制动系统性能,完全能够满足汽车安全制动的需要。
上传时间: 2013-07-19
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作为新能源与汽车工业相结合的产物,燃料电池汽车已经逐渐成为了汽车家族的后起之秀。随着电子控制单元与车载设备的不断增多,传统内燃机汽车的仪表盘已经不能满足以燃料电池为动力的汽车仪表复杂信息显示的要求。本文以燃料电池汽车为研究背景,设计开发了基于嵌入式技术的仪表系统,实现了对燃料电池汽车整车运行状态以及模块数据的实时监测、存储与图形化显示。 本文介绍了燃料电池汽车仪表系统的设计原理,对仪表系统进行了需求分析,确定了系统整体框架与模块划分,提出了基于ARM微处理器、实时操作系统以及图形用户界面的仪表系统解决方案。该方案采用高性能的S3C44BOX作为底层核心处理器,以RTOS和GUI为中间层构建软件系统平台,在此基础上以实时多任务软件设计方法进行仪表系统应用程序的开发。 在上述方案的基础上,进行了仪表系统硬件平台的设计,包括存储器系统、通信总线、人机交互界面等接口电路的设计。根据高速数字电路的设计要求,在双面板上实现了基于ARM的燃料电池汽车仪表系统的PCB布线。编写了系统初始化代码,完成了对硬件平台的调试工作。 根据仪表系统的实际情况,选择了实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ和嵌入式图形用户界面μC/GUI作为本系统的软件平台,完成了两者在仪表系统硬件平台上的移植。针对μC/GUI环境下简体中文汉字的显示问题,给出了一种比较完善的解决方案。μ按照实时多任务软件的开发流程,设计了仪表系统应用程序,包括CAN总线监听任务、数据处理任务、用户界面任务以及历史数据记录任务等,划分了各个任务的优先级,确定了任务之间的通信同步机制,描述了各个任务的主要功能和实现方法,重点论述了基于μC/GUI的用户界面任务设计的思路与过程,最后介绍了在硬件平台上进行系统集成、软硬件联合调试以及系统测试的流程。
上传时间: 2013-06-20
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