汽车巡航控制系统设计终稿.docx

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汽车巡航控制系统设计终稿

安徽工程大学本科

毕业设计（论文）

专业：

自动化

题目：

汽车巡航控制系统设计

作者姓名：

马绍对

导师及职称：

田丽（教授）

导师所在单位：

电气工程学院

2015年6月12日

安徽工程大学

本科毕业设计（论文）任务书

2015届电气工程学院

自动化专业

学生姓名：

马绍对

Ⅰ毕业设计（论文）题目

中文：

汽车巡航控制系统设计

英文：

TheDesignofAutomobileCruiseControlSystem

Ⅱ原始资料

[1]田雷．汽车自适应巡航系统的模糊自校正算法研究[D]．吉林长春：

吉林大学（硕士论文），2006：

5-9

[2]齐鹏志，许红军．汽车巡航控制系统中双闭环反馈的应用[J]．汽车电器，2001，（4）：

1-2

[3]李海军，王旭东等．基于PLC单片机汽车巡航控制系统的研究[J]．哈尔滨理工大学学报，2006，11

（2）：

101-104

[4]李朝青．单片机原理及接口技术[M]北京：

北京航空航天大学出版社，2005

[5]边春远．MCS-51单片机应用开发实用子程[M]．北京：

人民邮电出版社，2005

[6]SONG Guiqiu, YANG Ying, HANG Haiqiang, WANG Shuhong. Study on Vehicle Collision-avoiding Radar and Intelligent Cruise Control System [J].Key Engineering Materials, 2005:

311-315

Ⅲ毕业设计（论文）任务内容

1、课题研究的意义

随着国家经济基础的不断提升，人民生活水平的不断提高，私人轿车的需求量在不断增长，这就带动了汽车产业在国内的发展。

随着汽车技术的发展再加之各类高端新兴技术在汽车上的普遍应用，使得原本简单传统的机械装置的汽车渐渐改进成现在的集机械、电子、计算机控制、通信技术、传感技术等于一体的复杂系统。

汽车巡航控制系统的应用不仅可以缓解驾驶员的疲劳程度，而且可以减少排放，减少油耗量，对于当前全球气温变暖、污染程度骤增、石油资源锐减的情况很有意义，所以汽车巡航控制系统在家庭轿车上的应用得到推广，这也推动各汽车厂商对新汽车技术的研发。

2、本课题研究的主要内容：

1.研究并掌握汽车巡航控制系统的原理，对其可行性和必要性进行分析，并对巡航控制系统进行总体设计。

2.根据巡航控制系统的功能和原理，确定汽车巡航控制方案。

3.设计出汽车巡航控制系统的硬件电路，并根据系统的实际运行情况、系统的控制方法及硬件等条件设计出系统的软件流程。

3、提交的成果：

（1）毕业设计（论文）正文；

（2）Protel原理图与SIMULINK仿真图；

（3）至少一篇引用的外文文献及其译文；

（4）附不少于10篇主要参考文献的题录及摘要。

指导教师（签字）：

教研室主任（签字）：

批准日期：

2015年1月5日

接受任务书日期：

2015年1月10日

完成日期：

2015年6月11日

接受任务书学生（签字）：

汽车巡航控制系统设计

摘要

所谓汽车巡航控制系统就是指对于一辆汽车而言在无需驾驶员操纵油门踏板的情况下即可将车速自动控制在驾驶员设定的目标速度上，以达到减轻驾驶员的疲劳强度、提高行驶舒适性，并且可以使汽车工作在发动机有利转速范围内的汽车自动行驶装置。

目前这种自动控制系统只应用于高档轿车内，而且数量有限，但是随着我国高速公路的发展，家庭私人轿车对这类装置的需求将会出现与日俱增的趋势。

若能将汽车巡航控制系统普遍应用于私人轿车内，那么对于减少环境污染，节约燃油消耗量均有重大意义。

另一方面，该控制系统能够缓解驾驶员的疲劳程度，对于减少交通事故，保障人身安全也有一定的意义。

本设计将以单片机为核心控制器件进行设计，单就该设计而言也可以选择PLC与液晶显示器的搭配来设计，但是考虑到经济问题，所以选择单片机与液晶显示器的搭配来完成该汽车巡航系统的设计。

系统采用LM016L液晶显示屏，将汽车在高速状态下的当前速度以及巡航设置速度子显示出来，在系统中还采用舵机对油门的大小进行控制。

在系统中油门的加或者减是用舵机的转向表示的。

在这个控制系统中利用单片机可以设置按键对巡航的加减速度设置。

为了仿真出巡航系统在不同道路状况下的运行情况，可以利用滑动变阻器的增减来代替路况的好坏。

这种设计的巡航系统在目前看来既经济有能满足可靠性，其在家庭轿车中的应用前景也很可观。

关键词：

单片机；LM016L液晶显示；自动巡航；舵机

TheDesignofAutomobileCruiseControlSystem

Abstract

Theautomobilecruisecontrolsystemisinacarwithoutthedriverfortheacceleratorpedalcasecanbeautomaticspeedcontrolinthepilotsettargetspeed,improvethedrivingcomfort.Inordertoreducethedriver'sfatiguestrength,itcanmakethecarworkfavorablespeedrangeofthecarintheengineautomaticdrivingdevice.Theautomaticcontrolsystemonlyusedinhigh-gradecar,andlimitedinnumber,butwiththedevelopmentofhighwayinChina,thedemandforthistypeofdevicewillprivatecarsfamilygrowwitheachpassingday.Iftheautomobilecruisecontrolsystemiswidelyusedinprivatecars,sotoreduceenvironmentalpollution,savingfuelconsumptionhasgreatsignificance.Ontheotherhand,thecontrolsystemcanalleviatethefatigueofthedriver,toreducetrafficaccidents,butalsohasacertainsignificancetosafeguardthepersonalsafety.

TheMCUwillbeusedforthisdesignasthecorecontroldevicetodesign,butitcanalsobedesignedwithPLCandLCDdisplayoptions.However,takingintoaccounttheeconomicproblems,wedecidedtochoosetheMCUandLCDtocompletetheautomobilecruisecontrolsystem.

ThesystemusestheLM016LLCDscreen,thecarinthecurrentspeedunderhighspeedandcruisesetspeedsubdisplay,inthesystemisalsousedinthesteeringgearonthesizeoftheacceleratorcontrol.Thethrottleinthesystemisrepresentedbyplusorminusthesteeringgearsteering.Youcansetthebuttononthecruiseaccelerationsetinthecontrolsystemusingsinglechipmicrocomputer.Inordertorunthesimulationcruisesystemindifferentroadconditions,canbeusedinsteadofslidingrheostatorqualityofthetraffic.Thedesignofthecruisecontrolsysteminthecurrentviewiseconomicalandcanmeetthereliability,thefamilycarapplicationprospectsareveryimpressive.

Keywords:

MCU;LM016Lliquidcrystaldisplay;Automaticcruise;Steeringengine

插图清单

引言

随着汽车工业和公路运输业的发展，汽车将走进千家万户，驾驶人员非职业化的特点将突出，车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势。

跨入二十一世纪后，人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具，以适应快捷的生活节奏，因此对汽车的智能化要求更加迫切，随着计算机和电子技术的不断发展，性能价格比不断提高，为汽车的优化提供了雄厚的物质基础，汽车实现智能化已不是梦想。

驾驶汽车长途行驶的机会较多，而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少，能以较稳定的车速行驶。

但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时，久而久之驾驶员就会感到疲劳，容易发生交通事故。

车辆自动变速器及其控制技术是智能汽车非常重要的内容，是汽车辅助驾驶系统和自动驾驶系统的基础，是目前我国智能汽车发展亟须解决的核心技术之一。

此外，随着我国高速公路网建设纵横迅速延伸，自动巡航控制也具备了广泛的发展和应用前景。

目前我国的自动巡航控制装置仍处于研制阶段，具有自主知识产权的产品还未见报道。

由于国内汽车研究起步较晚，技术相对落后，并且就目前我国公路状况和实际应用来说，对汽车巡航控制系统的研究应用主要是以单车定速控制为主。

目前，模拟汽车憾速控制器在我国已经投入生产和使用。

例如：

由江苏省仪征市巡航设备厂生产的XD-1型汽车定速系统。

近几年，国内有许多科研机构和高校也开始了对电子式巡航控制装置的研究。

例如，北京理工大学应用PID方法对汽车巡航控制进行的研究、由清华大学王俊敏等研制的基于变参数的比例-积分（PI）控制算法汽车数字式巡航控制系统、哈尔滨工程大学建立了基于汽捷达轿车的汽车纵向动力学模型等等。

但从总体来说，目前国内对汽车巡航系统的研究还不是很成熟。

第1章绪论

1.1汽车巡航系统的背景与现状

随着国家经济基础的不断提升，人民生活水平的不断提高，私人轿车的需求量在不断增长，这就带动了汽车产业在国内的发展。

随着汽车技术的发展再加之各类高端新兴技术在汽车上的普遍应用，使得原本简单传统的机械装置的汽车渐渐改进成现在的集机械、电子、计算机控制、通信技术、传感技术等于一体的复杂系统。

汽车巡航控制系统的应用不仅可以缓解驾驶员的疲劳程度，而且可以减少排放，减少油耗量，对于当前全球气温变暖、污染程度骤增、石油资源锐减的情况很有意义，所以汽车巡航控制系统在家庭轿