制动时附加转向力矩 M s = [(Fb1l + Fb2l ) (Fb1r + Fb2r )]B = [(Fb1l Fb1r ) + (Fb2l Fb2r )]B ⑼ V = V0 + ∫ dV dt ⑽ 0 dt
t
从式⑷可知调节制动压力,可以使车轮角减速度产生变化;从式⑽计算制动时的瞬时车 速 V,可计算各车轮滑移率,从式⑺⑻及各轴载荷可以判断道路附着系数,并进行调节,故 知 ABS 可以用 dω/dt(角加速度)或滑移率 s,或滑移率与角加速度联合作为控制参数. 从φ-s 曲线知,制动时使每一车轮滑移率控制在附着系数峰值区Ⅱ,就能获得高制动 效能并保持一定的方向操纵能力.但是,不同的道路其峰值区对应的滑移率不同.同时,在 制动过程中还必须进行道路识别——判断制动时道路的附着系数. 本系统的目标就是通过测 试制动过程中汽车车身的瞬时速度,计算出汽车制动时道路的附着系数. 对 ABS 系统进行测试, 就是通过读取安装了 ABS 的汽车刹车过程的滑移率来判断 ABS 的实现效果.
(Ⅱ)设计目标:
基于以上理论依据,本项目要实现的功能:当汽车开始紧急制动的时候,通过轮速传感
器进行车速数据采集,计算出汽车车轮速度,对轮速读取的数值进行快速积分运算,算出汽
车车身的瞬时速度,从而算出道路的附着系数,将这个数值通过无线传输发射接收装置,传 送到电脑进行分析处理得到滑移率.根据汽车刹车好坏来评判 ABS 在制动过程中的效果. 要实现如上的功能,需要解决一下的几个技术问题: 压力传感器的接口; 轮速传感器的接口; 快速积分运算; 无线传输的发送与接收接口; 无线接收装置通过 RS232 实现与 PC 机的接口. 将测试模块和传感器安装在装有 ABS 系统的汽车上,将接收模块放在计算机房,通过 RS232 口从接收模块读取测试模块传输过来的测试数据, 并进行分析, 从而评判出汽车 ABS 系统的制动过程效果.
(Ⅲ)系统组成:硬件
1. 2. 3. 4. 测试系统采用 DSP56F805 处理器为主要芯片. 通过压力传感器读取汽车刹车压力数据(六通道放大电路采用 AD693 芯片) 通过轮速传感器读取 4 个车轮的轮速数据 (轮速传感器的比较电路由低功耗, 低失 调电压比较器 LM339 实现) 实现 DSP56F805 与无线发射装置的接口
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5. 6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
无线接收装置通过串口实现与电脑的连接 无线电遥控发射,接收头 T630
软件:
汽车刹车六通道压力数据高速采集; 对四个轮速脉冲输入的数据采集采用窄带数字滤波方法,提高测量精度; 对六路压力采集数据进行快速积分运算计算出车身速度; 根据计算得出的车身速度和轮速来计算出汽车刹车时的滑移率; 将滑移率通过无线发射装置发射出去; 无线接收模块接收发射模块发送过来的数据, 再通过串口发送到电脑进行进一步的 分析处理; 程序保护和加密
(Ⅳ)系统框图
硬件以 DSP56F805 为核心,包括输入通道和输出通道两部分.
输入通道
输入通道的硬件框图如图 2 所示:
图 2 输入通道 主要是两个模块, 一个是六路的压力传感器输入, 这六路压力传感器的输入经过放大电 路进行放大后直接接到 DSP56F805 的六个 ADC 管脚上进行 A/D 转换;另一个是四路的轮 速传感器输入,因为轮速传感器的输出是脉冲,不用经过 A/D 转换就可以直接输入到 DSP, 所以这四路轮速传感器经过整型滤波电路整型滤波后直接接到 DSP 的通用 I/O 管脚. 压力传感器的放大电路,采用 AD693 芯片.AD693 是集信号放大,补偿,V/I 转换等 功能为一体的单片集成电路, 它能够和电桥, 热电偶等多种传感器直接配合, 处理 0-100mV 之间的各种模拟量信号,并以 4-20mA,0-20mA 或 12 ± 8mA 的电流形式输出到测控系统. 轮速传感器的比较电路由 LM339 来实现.LM339 为低功耗,低失调电压比较器,具有 全温度范围内的失调电压漂移低,输入差动电压范围等于电源电压,能为 TTL,CMOS 等 逻辑系统兼容等特点.
输出通道
输出通道的硬件电路结构图如图 3 所示:
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图三:输出通道 电路模块介绍 并入/ 串出模块采用 74HC165,8 位移位寄存器来实现的. 单片机采用 ATMEL 公司的,AT89C51. 串行通信模块采用 MAX232 来实现. 无线电遥控发射头 T630 是一种内藏开线未经信号的微型发射机,其发射频率为 265MHz, 12V 电源供电时, 遥控距离为 100M, 工作电流仅为 4mA, 其体积为 28X12X10mm. 无线电接收头 T631,一个内藏天线,象电视机高频头一样的接收,解调器,其典型工作电 压为 6V,守候工作电流为 1mA,接收频率为 265MHz,其体积仅为 31X23X10mm. 无线电射头 T630 电路原理如图 4 所示. 电路图 4 采用发射管 T1 及外围元件 C11, C12, L1,W1 等构成频率为 265MHz 超高频发射电路,通过环形天线 L1 向空中发射.天线 L1 采用镀银线或直径为 1.5mm 的漆包线,天线尺寸为 24mm(长)X9mm(高).三极管 T1 选用高 频发射管 BE414 或 2SC3355.

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