汽车悬架的建模与仿真Word格式文档下载.docx

1、4） 研究该系统的控制策略，在成立温度控制系统数学模型的基础之上,通过对PID控制的分析设计优化系统控制策略。（2）设计要求1）提交开题报告一份，提交时刻3月15日左右，字数在20003000字之间，内容需包括课题意义，所属领域的进展状况，本课题的研究内容、研究方式、研究手腕和研究步骤和参考书目等；2）提交毕业设计论文一份，正文不得少于15000字，依照武汉纺织大学毕业设计模版格式要求规范撰写；3）翻译一篇与本课题相关的英文专业资料，其对应的中文翻译不得少于3000字；4）计算程序、图纸完整齐全。三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料（1）技术参数 控制精度指标；关键不特定参数；温度范围，

2、误差范围，延迟要求等（2）主要参考资料1 余志生. 汽车理论M. 北京: 机械工业出版社，2005.2 张洪欣. 汽车设计M. 北京: 机械工业出版社， 2008.5 HrovatD. Survey of advanced suspension development and related optimal control applicationsJ. Automatica, 2010, 3（10）: 20-25.四、毕业设计（论文）进度表武汉纺织大学毕业设计（论文）进度表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期12015-01-2至2015-03-08征求老师的意见，确认选题方

3、向并查找相关背景资料，完成开题报告。22015-03-09至2015-03-15对开题报告中不合理的地方在老师的辅导下进行修改。32015-03-16至2015-03-24进一步查找资料、进行系统分析。42015-03-25至2015-04-10搭建系统硬件结构52015-04-11至2015-04-20设计模型，编写仿真程序。62015-04-21至2015-05-02用MATLAB运行并进行程序调试，仿真出图形。72015-05-03至2015-05-15实现汽车悬架的最优控制。82015-05-16至2015-05-23整理论文。92015-05-24至2015-05-31修改完善论文。

4、注：1.本任务书一式两份，一份院（系）留存，一份发给学生，任务完成后附在说明书内。2.“实际完成情形”和“检查人签名”由教师用笔填写，其余各项均要求打印，打印字体和字号依照武汉纺织大学毕业设计（论文）规范执行。武汉纺织大学毕业设计（论文）开题报告课题名称XXXX学院名称机械工程与自动化专 业自动化班 级自动化1101学生姓名一、课题的意义 ABS是防抱死制动系统的英文缩写，即“Anti Lock Braking System”的首字大写字母。因此，ABS已是专业技术术语“防抱死制动系统”的代名词。这种系统可以在汽车制动过程中制动控制和调节车轮制动力的大小，防止车轮完全抱死，以获得最佳的制动效果

5、。制动系统是汽车必不可少的；系统之一，它的性能直接关系到人民生命财产的安全，同时它也是在安全行驶的条件下提高汽车行驶速度，从而获得尽可能高的运输生产率的重要保证。为了全面满足人们对汽车制动性能的要求，确保制动的安全可靠，经过研究人员长期不懈的努力，汽车制动系在形式、构成、部件的具体结构以及材质等方面都得到不断改进、完善和提高。但直至汽车防爆死制动装置完善，并得以推广应用后，在提高汽车制动性能方面才有了重大进展。ABS是在常规制动装置的基础上研究发展起来的一种机电一体化的新型制动系统。其结构、使用维护等都有其特点，其制动性能明显优于常规制动系统。在相同的条件下，对汽车施行紧急制动时，常规制动装置

6、制动车轮抱死滑移（拖印），导致制动距离延长，车轮跑偏或侧滑，甚至调头，容易造成交通事故危及交通安全（特别是在湿滑路面上，上述现象更为严重）；ABS制动车轮在电子控制器（ECU）的控制下不抱死，而且处在最佳制动状态，使得距离相对缩短，方向稳定性大大提高，由紧急制动引起的交通事故大大减少。因此，人们出于对预防交通事故、保证行车安全的重要性和采用ABS必要性的认识，强烈要求在汽车上装用ABS系统，一些国家制定了加速普及ABS系统的法规。二、所属领域的发展状况 ABS最早的记载是1932年英国的一项“防止汽车制动时抱死的安全装置”的专利。而其首先被使用却是在铁路车辆上。大众公司从1986年起，在全部轻

7、型货车的后轴上安装了单通道的ABS,进入90年代，ABS的发展愈来愈快，欧洲和美国、日本均在高速发展ABS，到1995年，轿车中装有ABS的比例，美国、德国、日本分别高达55%、50%、35%，货车中装有ABS的比例分别为50%、50%、45%。与900多种客车与轻型车将其作为一种标准或选装设备。欧洲共同体要求从1991年1月10日起在总质量超过12吨的大客车上装备ABS。德国博世（Bosch）公司为目前世界上最大的ABS系统生产厂，它为本国奔驰、宝马车系列提供ABS系统并为其他国家近39个汽车厂的50余种汽车装备ABS。到1996年6月为止，已有300多万辆汽车装备有Bosch公司的ABS系

8、统。美国达科（Delco）公司是通用汽车公司的子公司。它在1991年后研制的轻型、低成本的ABS（VI）系统已应用于雪佛莱、别克、庞蒂克、大艾姆和云雀车系上。美国福特和克莱斯勒公司也在自己生产的轿车上安装了ABS系统。据了解，欧美、日本等发达国家在今年内出台法规，将使ABS作为标准配置强制安装在各个汽车生产厂家的产品上。在日本，本田公司于八十年代就在其生出的十几种车型上安装了该公司开发研制的防抱死制动系统。三菱汽车公司和日产汽车公司等也都在他们的汽车上安装了防爆死制动系统。我国对ABS的研究起步相对较晚，东风汽车从八十年代初就开始研究ABS，是较早研究ABS的厂家之一，研究工作的主要目标是对国

9、外的产品进行消化吸收，如德国瓦布科（Wabco）公司的ABS与EQ145型车上进行各种实验。现在，东风汽车公司已经能够完全自己生产ABS，并得到一定程度的推广。1997年2月24日，我国第一个ABS产品MK201在中外合资上海汽车制动系统有限公司下线，现在它们已经为国内许多汽车生产厂家配套，如上海大众、一汽捷达、上海通用等。1998年，重庆聚能汽车技术有限公司在国内首家成功推出适合中国国情的系列电子式ABS防抱死装置，聚能汽车技术有限是研制、开发、生产汽车和摩托车防抱死装置的专业公司。现已达到年产50万套的生产能力，成为我国国内最大的ABS生产基地。已开发成功的聚能ABS产品包括磁振式ABS、

10、气制动ABS、液压制动ABS、摩托车ABS等四大类十多个品种。目前，最新的ABS已经发展到第五代结合了多方面的功能，比如：电子牵引系统（ETS）、驱动防滑调整装置（ASR）、电子稳定程序（ESP）、辅助制动器。集成网络化层次采用先进的微电子技术，车载网络技术，集成智能功率器件、智能传感器、大容量EEPROM或者FLASHROM、专用集成电路等，形成了车上的分布式、网络化的主被动安全控制系统（Brake-by-Wire）；整个车被联成一个多ECU、多节点的有机的整体，使得其安全性能也更加完善。三、设计内容硬件部分:电子控制单元（ECU）是制动系统的核心部分，它能有接收轮速、车速信号、发动机转速信

11、号、制动信号、液位等信号，分析判定车轮制动状态，并发出调节指令，并具有报警、记忆、存储、自诊断和保护等功能。软件部分:软件的编写是重中之重。软件设计应用C语言进行编写，实现模块化的设计，增强程序的可读性和移植性。设计的软件内容主要涉及到以下几个方面的内容：1）能够适时捕捉轮速传感器的脉冲（整形）信号，实现宽范围的车速信号采集；2）进行车速、轮速、滑移率等的计算；3）输出泵电动机、电磁阀的驱动电平信号；4）能接收、判断外部故障信号，并采取相应的保护措施。四、研究方法与研究手段本课题将讨论应用机械系统分析软件ADAMS建立与实际悬架系统相对应并考虑系统弹性变形的整车动力学模型，进行运动学、静力学、

12、动力学分析。以某车为研究对象，通过建立1/4车系统模型，再用MATLAB系统仿真软件把刚体模型、弹性体模型的仿真计算结果与试验进行比较，讨论悬架定位点的选择以及橡胶铰链刚度的变化对动力学性能的影响，并进行系统优化，探索解决低附着路面摆尾和轮胎早期磨损问题。或仿照下面来写：本项目设计方法为：1 （1） 在SQL Server 里建立一个数据库（本项目数据库名为ContractSys）；3 （2） 利用Visual 进行页面设置；（3） 通过工具软件来调试代码和数据库与其之间的连接从而实现合同管理系统基本功能。本项目页面内容基本包括3大部分：首页部分，合同管理员登录部分以及经理登录部分。本项目使用

13、的工具软件为：（1） Visual ；（2） SQL server .五、研究步骤（1）用3周时间查阅资料，确定系统主要研究内容。（2）用3周时间确定相关的参数，掌握系统硬件特性。（3）用4周时间确定电路结构、元器件并完成软件的编写。（4）用2周时间校正完善优化工作，完成控制程序和硬件电路调试。（5）用 3 周时间,完成论文正文（研究报告）的写作；（6）用 1 周时间,完成论文其他内容，修改论文格式,准备答辩。七、主要参考书目1 梁锋华.车身控制系统在我国的发展趋势J.汽车电器,2009,6（3）:8-10. 2 方佩敏RF发射芯片、接收芯片MICRFl02MICRF007J电子制 作,201

14、2,5（2）:52-53.3 罗毅，张宏伟PIC单片机应用系统开发典型实例M北京：中国电力出版 社,2005.6 程军 汽车防抱死制动系统的理论与实践M北京：北京理工大学出版社.2005.7 董振贵. ABS轮速算法的研究J. 汽车电器, 2007,2（9）: 12-13. 8 付百学. 汽车电子控制技术M. 北京：机械工业出版社,2008.指导教师签名： 年 月 日摘 要目前的接触式IC卡预收费水表由于存在IC卡触点易污染、易磨损、利用不便等问题，从而致使智能表不能完全密封。随着射频识别技术的出现，能够用非接触式IC卡代替传统的接触式IC卡，以解决预收费水表中所存在的上述问题。非接触式IC卡

15、系统通常采用无源电感耦合式射频识别系统。如何用非接触式IC卡技术改造传统的户用仪表是本文研究的内容。针对以上射频识别技术的理论和实际问题，本文旨在给出一种无源电感耦合式射频识别系统读写器天线的优化设计方案，并提出一种基于射频识别技术的非接触式IC卡预收费水表的设计方案。本文研究的主要内容包括：（1）介绍了射频识别技术的产生、进展和应用，对其大体概念和原理做出了系统的阐释。 （2）针对无源电感耦合式射频识别系统，在阐明其能量和数据传输原理的基础上，提出了一个读写器方型天线线圈的最佳边长值的计算公式，进而给出了整个天线的优化设计、制作和调整步骤。 （3）针对接触式IC卡预收费水表的缺点，提出了一种

16、基于非接触式射频IC卡预收费水表的设计。关键词: 射频识别；天线；电感耦合；非接触式IC卡；预收费水表 ABSTRACTThe contacting IC card has many problems: easy to be stained and worn down, inconvenient to use, etc. With the development of RFID technology, the contactless IC card can replace the contacting IC card, and it is supposed to solve these pro

17、blems.The contactless IC card system is usually a passive inductive RFID system. How to reconstruct home meter system by using the contactless IC card is the purpose of this thesis.For passive inductive RFID system, a systematic method to design readers antenna was proposed. A kind of prepaid water

18、meter system based on RFID technology was presented. The main content of this thesis is as follows:（1）The fundamental theories of RFID were introduced. The history of auto-metering technology was summarized.（2） The energy and data transmission principles of passive inductive RFID system were introdu

19、ced, and a formula to calculate the optimum side length of readers square antennae coil was proposed. Furthermore, a complete scheme to design, make and adjust antennae was given.（3） The disadvantages of the contact IC card were analyzed. The prepaid water meters design based on contactless IC card

20、was discussed.Key words: RFID; antenna; inductance coupling; contactless IC card; prepaid water meter1. 绪论 防抱死制动系统概述 防抱死制动系统的产生 当汽车以较高的车速在表面潮湿或有冰雪的路面上紧急制动时，极可能会出现如此一些危险的情形：车尾在制动的进程中偏离行进的方向，严峻的时候会出现汽车旋转掉头，汽车失去方向稳固性，这种现象称为侧滑；另一种情形是在制动进程中驾驶员控制不了汽车的行驶方向，即汽车失去方向可操纵性，若在弯道制动，汽车会沿路边滑出或闯入对面车道，即即是直线制动，也会因为失去对

21、方向的控制而无法避让对面的障碍物。产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动进程中产生抱死现象，现在，车轮相对于路面的运动再也不是转动，而是滑动，路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小，路面越滑，车轮越容易出现抱死现象；同时汽车制动的初速度越高，车轮抱死所产生的危险性也越大。这将致使汽车可能会出现下面三种情形： 制动距离变长； 方向稳固性变差，出现侧滑现象，严峻时出现旋转掉头； 方向操纵性丧失，驾驶员不能控制汽车的行驶方向。防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System） 是一种主动安全装置，它在制动进程中按照 “车辆一路面”状况，采用电子控制方式自动调节车轮

22、的制动力矩来达到避免车轮抱死的目的。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也维持着较高的附着系数，避免车轮抱死滑拖，提高制动进程中的方向稳固性、转向控制能力和缩短制动距离，使制动更为安全有效1。随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大、和人们对汽车行驶安全性的要求愈来愈高，汽车行驶的安全性天经地义是最应受到关注的问题。 影响汽车安全性的因素很多，诸如汽车的制动性、操纵性、行驶的稳固性、 抵御外界影响（碰撞、 擦挂等）的能力等都影响汽车的安全性。统计资料显示，在道路交通事故中，大约10%的事故是由于车辆在制动刹时偏离预定轨道或甩尾造成的.因此完善制动性能是减少交通事故的重要

23、办法。汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳固性和在下长坡时能维持必然车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性还应包括汽车能在必然坡度的坡道上长时刻停车不动的性能. 汽车的制动性主要由下列三个方面来评价： 制动效能 在必然车速行驶时，采取制动办法后能使之停下的距离己相应的制动减速制动距离越短，越有利于避免交通事故的发生，它是制动性最大体的评价指标 制动时汽车的方向稳固性汽车制动时，维持原有的行驶方向，不发生跑偏，侧滑，性能。汽车制动进程中，失去方向稳固性和失去转向控制能力 。 制动效能的恒定性汽车在持续多次制动或涉水后仍具有必要的制动功能的能力，即抗衰退性。抗衰退性是指汽车在繁重工作条件下

24、制动时（如下长坡时长时刻持续制动），制动器温度升高后，其制动效能的维持程度。它是设计制动器及选材中必需认真考虑的一个重要问题。以上三项指标中，前两项指标采用 ABS装置后，其性能都会有明显的改善和提高，对避免交通事故的发生能起到专门好的作用，因此 ABS是汽车上十分重要的主动安全装置2。 防抱死制动系统的长处 ABS与常规制动系统相较，有以下长处：1 改善制动效能这是因为在一样紧急制动情形下，ABS系统能够将滑移率控制在20%左右，充分利用纵向峰值附着系数和较大的侧向附着系数，使车轮和地面间产生最大的地面制动力，缩短了制动距离。2 改善汽车制动时的方向稳固性。汽车制动时，四个轮子的制动力是不一

25、样的。 若是汽车的前轮抱死滑拖，驾驶员就无法控制汽车的行驶方向，汽车就失去了转向操纵能力，只能按惯性力的方向运行，无法避开行人和障碍物：若后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，乃至使汽车整个调头等严峻事故。3 改善汽车制动时的横向稳固性若是车轮抱死，横向附着系数（也称侧向附着系数）就超级小，汽车极易侧滑。ABS把滑移率控制在8%25%之间，横向附着系数较大，有足够的抵抗横向千扰的能力。4 改善车轮的磨损状况。汽车车轮抱死滑拖会造成轮胎局部杯型磨损，轮胎面磨损也会不均匀，使轮胎磨损消耗增加。经测定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，己超过一套防抱死制动系统的造价，缩短轮胎的利用寿命，A

26、BS系统能够避免这种情形出现。5减轻驾驶员的劳动强度，减少驾驶员紧张情绪，提高了乘客的乘坐舒适性和安全性。6利用方便，工作靠得住，维修简便。制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会按照情形自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用连续串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态维持在最佳点。若是发觉系统有故障，就会自动恢复为常规制动状态。 防抱死制动系统的进展历史 ABS进展至今，其进展史大致可划分为三个阶段。20世纪30年代至50年代，这一时期是 ABS诞生和初步进展的时期。 制动防抱死系统最初不是用在汽车上，而是第一用在铁路机车上，以避免火车车轮制动抱身后在钢轨上滑行使制动距

27、离延长，同时造成局部摩擦，致使车轮、钢轨初期损坏和车轮不能平稳旋转而产生噪声和振动。随后又应用于飞机上，以避免飞机着陆后制动跑偏、 甩尾和轮胎猛烈磨损，缩短滑行距离。在30年代机械式防抱死制动系统就开始在飞机上取得应用。由于飞机对制动时的方向稳固性要求高，而 ABS的价钱占飞机总价钱比例较小，机场的场面条件简单，尾部机轮能够精准测量机速，从而可取得正确的滑移率，实现精准控制等一系列有利条件，使 ABS在飞机上的应用取得成功，普及率专门快上升，并专门快成为飞机上的标准装备3。 汽车上利用 ABS始于20世纪50年代，福特汽车公司第一将它装配在汽车上，这开创了汽车利用 ABS的先河。1969年，林

28、肯大陆牌III型汽车安装了由凯。海斯研制成功的奥托一林纳防抱死装置。装在后轮上的传感器能发送讯号到杂物箱后面的运算机，当传感器向运算机发出制动器将要抱死讯号时，运算机便控制制动管路上的真空操纵阀，以降低后制动器的油压。 装用 ABS的轿车在滑腻路面制动时确实提高了其稳固性，但在不好路面上制动，其制动距离较一般制动系的汽车长，加上ABS的体积、质量大，价钱高，销路很有限。 制动厂家终于在70代中期停止了ABS汽车的生产。由于科学技术的进展，欧洲随后研制成由数字运算机组成的较为现代型的 ABS。数字运算机不易受干扰，速度快，能够把降低增加制动液压循环的次数增加到每秒十余次。其速度完全能够与数字运算

29、机处置数据的速度相匹配。这种较为现代的ABS体积小、质量轻、动作更快、更准确。波许公司在 20世纪 60年代初就开始ABS的开发工作，于 1978年正式生产出ABS型汽车防抱死制动系统，以后接踵开发出将汽车防抱死制动系统与驱动力自动调节装置有机结合的ABSASR系统。该公司于 1975年研制出部份集成模拟信号处置的第一代 ABS产品，以后又接踵研制出全数字化和高度集成化的ABS产品，并将微机控制用于制动系统中。德国的坦威斯公司 （TEVES）于1984 年第一次推出了整体式 ABS 坦威斯MK11 ，该系统将防抱死制动压力调节装置与制动主缸和液压制动助力器组合为一个整体，而在该系统出现以前，所有的ABS都是将制动压力调节装置作为一个单独的整体，附加在常规的制动系统中，即采用的都是分离式结构。 20世纪30-50年代，西方国家研制