峰值电流型控制技术的原理
峰值电流型控制技术的原理
张兴柱博士
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《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系
实验一 典型环节的 MATLAB仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G200 , 100 2 ) ( 2 1 1 2 1 2= = - = - = - = 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ①比例环节1 ) ( 1 = s G和2 ) ( 1 = s G； ②惯性环节 1 1 ) ( 1+ = s s G和 1 5.0 1 ) ( 2+ = s s G ③积分环节 s s G1 ) ( 1 = ④微分环节s s G= ) ( 1 ⑤比例+微分环节（PD）2 ) ( 1 + =s s G和1 ) ( 2 + =s s G ⑥比例+积分环节（PI） s s G1 1 ) ( 1 + =和s s G21 1 ) ( 2 + = 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK图形
① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节
创新技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 36 汽车电子控制技术的应用现状和发展趋势 杜晓辉 (烟台汽车工程职业学院 山东烟台 265500) 摘 要：目前，我国的道路建设、汽车的生产和大众化已基本实现，在此基础上，汽车电子控制技术有国家倡导和发展的趋势，利用汽车电子控制技术实现除了能实现节能减排、提高汽车运行安全性之外，建立一个容纳各种车辆的大交通网，便民惠民、交通安全保障，越来越成为现代化社会的必然要求。应以研发汽车电子控制技术为契机，打造新型汽车种类，综合通信技术、计算机技术、广播电视技术等，以高速化、全面性和交叉性为标准，最终促进汽车电子控制技术的普及，惠及大众。关键词：汽车电子控制技术 应用 发展 大众化中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X （2013）03（b）-0036-02 现代社会，汽车保有量剧增，人们对于汽车控制的及时性、准确性及方便性的要求更严格，旧有的手动操作方式已不符合时代要求。随着汽车技术和电子技术的迅速发展，现代汽车为提高汽车动力性、经济性、安全性、舒适性，以及减少尾气排放污染而广泛采用了电子控制技术。而电子技术、网络技术的发展和壮大，它已经成为公众关注的电子应用中的重要一种。电子控制技术是现代汽车技术发展的重要趋势与标志，从发动机的燃油喷射、点火控制、进气控制、排放控制、故障自诊断到底盘的传动系统、转向与制动系统，以及车身、辅助装置等都普遍采用了电子控制技术。如何利用新技术完善汽车电子控制，增加其综合业务的开展，并向社会大众普及，使之真正成为便民利民的有效方式，是目前汽车电子控制技术发展面临的重要课题。 1 汽车电子控制技术的概念 从90年代中期到2010年，汽车电子控制技术作为工程技术已经成熟。在这一阶段中，电子工业为汽车工业提供了大量更先进灵巧的稳定电源、传感器和具有大容量内存的8位或16位微处理器，在此基础上，汽车的总体设计将在机电系统协调的基础上进行，并注重汽车机电一体化的整体设计，汽车电子控制技术的重点将由解决汽车部件或总成的自动控制问题，开始向广泛应用计算机网络与信息技术发展使汽车更加自动化、智能化，并向解决汽车与社会融为一体等问题转移。 随着汽车电子控制技术的发展，发达国家在汽车的各个系统竞相采用电子控制装置。汽车的汽车电子控制技术，不只是开发应用本身，而是一个综合性的大工程。有生产要素的合开利用、制度的完善、人员管理、汽车生产过程的高效性，通过先进的管理方式与手段，达到实现汽车电子控制技术应用的目的。笔者认为，具体应该有以下几点： 目前比较多见的成熟的汽车电子控制系统主要有：发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等、控制系统的组成与部件结构、工作原理，以及故障的 诊断与维修等方面的内容，主要有以下几部分。 发动机电子控制包括燃油喷射控制、点火时间控制(ESA)、怠速控(ISC)、排气再循环(E GR)、发动机爆震控制和其他相应的控制以及自诊断系统、后备系统等。发动机电子控制能最大限度地提高发动机的动力性，改善发动机运转的经济性，同时尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量，它是电子控制技术在汽车上应用的主要部分。 怠速控制系统ISC，这是当今汽油机集中控制系统中应用最广的一种怠速控制方式，由ECU根据从各传感器传来的输入信号对怠速转速实现闭环控制。排气再循环控制系统E GR，是将一部分废气引入到进气管与新鲜混合气混合后返回气缸进行再循环，以达到通过降低缸内温度来减少有害物质排放的目的。底盘电子控制主要包括以改善驾驶操作难度的自动变速器、提高汽车运行安全性能的防抱死系统（ABS）和电子稳定系统（ESP）、动力转向系统（EPS），以及为提高驾驶舒适性和操作稳定性而设计的电控悬架系统。作为国家基础建设的重要组成部分，我国汽车电子控制技术进步明显，其规划设计思路、标准、指标、工艺等方面都有很大程度提高，都发生了很大变化。原有的汽车电子控制技术每个小区都自成体系，属于独立、封闭的的系统，具有接收信号的前端、分配线路和传输外线。随着技术的发展，前端不再是汽车电子控制技术必要组成部分， 汽车电子控制技术正向只能双向传输方向发展，力争达到相关的国家标准和总体技术要求。 2 汽车电子控制技术的大众化 目前全国各个开始普及汽车电子控制技术的省（市）已有29个。20世纪90年代中后期，中国私家汽车的数目剧增，以年千万户的速度增长，截至目前，配备汽车电子控制技术的约占全国汽车视用户的1/3。而现在，随着技术的进步与应用，我国汽车电子控制技术的使用率正不断提高，可以预见汽车电子控制技术能够像网络一样大众化，一个崭新的控制方式将呈现在世人面前，汽车电子控制技术也会逐步普及。 汽车电子控制技术在各个城市普及程度差异很大，北京、上海几个直辖市城区普及率较大，大部分省会城市和深圳等发达城市主城也开始推广普及。二线城市发展不理想，使用率依然较低。 3 发展汽车电子控制技术的感想 (1）从绩效着手，汽车电子控制技术的发展对研发单位和相关企业的能力与基本经营理念提出了新的挑战。根据汽车企业的生产水平，详细考量能够达到的电子控制技术，根据工作的实际情况，汽车企业的领导要有大局观，组织制定合乎企业自身发展规划和相关规定，给汽车电子控制技术的研发供应资金、人才、技术支持。汽车审查企业也要脚踏实地，结合各部门员工的实际工作需要来进行技术研发。对于在研发工作中有贡献的员工，企业要根据贡献大小给员工合适的物质奖励与精神激励，有条件的企业可以将其作为考评升职的参考依据，同时积极学习吸收其他企业的优秀做法，促进收益与技术发展的双提高，并根据新技术的使用效果不断完善修改。 (2）人员管理上，提高人员能力，尤其是领导队伍建设。首先是进行培训，让员工真正理解汽车电子控制技术的意义与方式；其次是体现竞争，采取优胜劣汰的办法；在此时强化纪律监督，避免各种规划目标流于形式，要及时对工程成本进行审计和财务监督；最后是生产单位对于能力不足和素质低下的各级管理人员要及时调岗或更新，避免出现更大的浪费，致使汽车电子控制技术研发成本一涨再涨。优化内部机构、科学配置各环节员工、减少间接成本。优化内部机构，可以避免机构臃肿、人浮于事，节约许多隐性的工资性成本，科学配置各个环节人员，可以提高整体效率，避免重复劳动，重复投入。 (3）从硬件技术设施更新换代着手，工欲善其事必先利其器，汽车生产企业要发展新技术，就要充分配置汽车电子控制技术开发所需要的硬件技术设施，条件允许的话，企业可以聘请研究所、高校等的专业人才来考量自身情况，规划符合自身需要的硬件设备，促进生产技术的提高。 DOI:10.16660/https://www.doczj.com/doc/5c186357.html,ki.1674-098x.2013.08.064
1．电子控制单元（ECU）主要由输入回路、A/D转换器、计算机、输出回路组成。( √) 11 2．电控汽油喷射系统是利用空气流动时在节气门上方喉管产生负压，吸出汽油，经过雾化后送给发动机。 （×）2．从传感器输出的信号输入进ECU后，首选通过输入回路，其数字信号和模拟信号都直接输入微机。 （×) 3．进气系统的作用是控制和测量发动机运行时吸入气缸的空气量，其中空气流量是由发动机内燃烧汽油产生负压后自动吸入的，是无法控制的。（）4．二氧化锆（ZrO2）氧传感器中，二氧化锆固体电解质在温度高时，氧离子在内部容易移动，会产生氧浓度差的电效应，因此需要加装瓷加热器。（×） 1．二氧化钛（TiO2）氧传感器是利用半导体材料的二氧化钛的电阻值随氧含量的变化而改变的特性制成的。（√）2．冷却液温度传感器的热敏电阻通常具有正温度系数。（×）3．电磁喷油器的喷油量取决于ECU提供的喷油脉冲信号宽度。（×）7．控制空气量的执行机构可以分为两种：一种是控制节气门最小开度节气门直动式；另一种控制节气门旁通气道中空气流量的旁通空气式。（√）8．由于三元催化转换装置的特性是空燃比附近的转换效率不高，所以必须将空燃比控制在大于14.7：1的范围。（×）5．共振式的压电爆震传感器，当振荡片与被测发动机爆震时的振动频率不一致时，压电元件有最大的谐振输出。（×）6．点火提前角过大，即点火过早，容易产生爆震。（×）7．怠速控制的实质是通过调节空气通道的流通面积来控制怠速的进气量。（√）8．在排放控制中，三元催化剂的催化和还原能力很强，但在空燃比低于时，其转换效率很低，只有在空燃比大于14.7：1时，才能高效进行还原。（×） 9．在巡航控制中，节气门由执行器通过另一个臂，代替驾驶员的踏板对节气门进行控制。 （×）9．无级变速器在换挡过程中的加速和减速，工作处于不稳定的状态，带来动力传动系统的冲击，使发动机的排放污染增加。（×） 10．汽车在制动过程中，如果前轮先抱死，汽车可能会侧滑，如果后轮先抱死，则汽车可能会失去转向力和跑偏。（×）11．为了使得汽车运行舒适，应将减震器阻尼设置较小，而当高速赛车时，可选择高阻尼值，以利于安全性的提高。（√） 12．悬架系统中的气体弹簧刚度是可调节的，而普通机械弹簧刚度是不可变的。（×）13．汽车的助力转向系统就只有在停车和低速时提供助力，使得转向时操纵省力。 ( √) 14．在四轮转向系统中，当车速低于35Km/h时，后轮与前轮转向的方向一致。（×）15．安全气囊与安全带配合使用才能产生良好的保护作用，而单独使用气囊极易造成人员伤害。 （√）16．自动变速系统中，ECU除了控制换档时刻和锁止控制，在N到D的后坐控制中，变速器不是直接进入1档，而是先进到2档或3档，然后再回到1档，这样可减少换档冲击和减轻后仰。
汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 丁志盛叶挺宁 摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。 关键词：EECS,ECU汽车发动机电喷 一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括： - 燃油喷射控制； - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； - 后备系统； - 诊断系统等功能。 另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容： - 传感器
主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。 - 执行器 主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理，根据发动机管理控制算法进行运算，然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态，出现故障时报警。 图1描述了汽车发动机电子控制系统示意图。 图1 另外，为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求，高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障：
《汽车电子控制技术》习题（一） 一、填空题 1. ABS控制器所依据的控制参数有车轮角减速度和滑移率。 2.电子制动力分配系统（EBD）由轮速传感器、电子控制器和液压执行器三部分组成。3．电子控制悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架两种。 4.微机控制点火系统的实际点火提前角一般包括：初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角三部分。 5.怠速时,空调使用时的点火提前角比空调不使用时更大（更大、更小、一致）。 6.微机控制点火系统点火提前角的基本值是由曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器所决定。 二、名词解释 1.ROM 只读存储器 2.RAM 随机存储器 3.A/D转换器
数据模拟转换器，将模拟信号转换为数字信号然后被微处器接受。 4.EFI 电子控制发动机燃油喷射系统，简称燃油喷射系统。 5.L型喷射系统 用叶片空气流量计取代了进气压力传感器，用空气流量作为控制喷油量的主要因素。 三、简答题 1.汽车电子控制系统的基本组成及各部分的作用是什么？ 答：电子控制系统一般由检测反馈单元、指令及信号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源等几部分组成。（1）检测反馈单元：该单元的功能在于通过各种传感器检测受控参数或其他中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信号。（2）指令及信号处理单元：该单元接收人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号比较、转换、运算、逻辑等处理功能。（3）转换放大单元：该单元的作用是将指令信号按不同方式进行转换和线性放大，使放大后的功率足以控制执行器并驱动受控对象。（4）执行器：执行器直接驱动受控对象的部件，可以用电磁单元，如电磁铁、电动机等，也可以用液压或气动元件。（5）动力源：动力源为各单元提供能源，通常包括电气动力源和流体动力源两类。 2.电子控制器有哪些基本组成部分？各部分的基本功用是什么？
第一章第二章 一、单项选择题 1、适合应用传递函数描述的系统是 ( ) 。 （分数：1分） A. 单输入，单输出的线性定常系统 B. 单输入，单输出的线性时变系统 C. 单输入，单输出的定常系统 D. 非线性系统 正确答案：A 2、 采用负反馈形式连接后，则 ( )。 （分数：1分） A. 一定能使闭环系统稳定 B. 系统动态性能一定会提高 C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除 D. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能 正确答案：D 3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 ，则该系统的闭环特征方程为 ( ) 。 （分数：1分） A. s(s+1)=0 B. s(s+1)+5=0 C. s(s+1)+1=0 D. 与是否为单位反馈系统有关 正确答案：B 4、关于传递函数，错误的说法是 ( ) 。 （分数：1分） A. 传递函数只适用于线性定常系统； B. 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C. 传递函数一般是为复变量s的真分式； D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性 正确答案：B 5、
非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )。 （分数：1分） A. E(S)=R(S)*G(S) B. E(S)=R(S)*G(S)*H(S) C. E(S)=R(S)*G(S)-H(S) D. E(S)=R(S)-G(S)H(S) 正确答案：D 6、梅逊公式主要用来（） 。 （分数：1分） A. 判断稳定性 B. 计算输入误差 C. 求系统的传递函数 D. 求系统的根轨迹 正确答案：C 7、信号流图中，在支路上标明的是（） 。 （分数：1分） A. 输入 B. 引出点 C. 比较点 D. 传递函数 正确答案：D 8、 已知 ，其原函数的终值 （）。 （分数：1分） A. 0 B. ∞
现代汽车电子控制技术是汽车技术与电子技术相结合的产物。随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度越来越高。20实际70年代中期，随着微型计算机开始在汽车上的应用，给汽车业带来了划时代的变化。可以说，今天的汽车已进入微机控制的时代，且日趋成熟和可靠。 汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔。近年来，汽车业与电子业的联系日趋密切。从发动机的燃油喷射、点火控制、怠速控制、进气控制、排放控制、故障诊断到底盘的传动系统，行驶系、转向系、制动系和车身及辅助装置，普遍采用了电子控制一体化，这是现代汽车的显著特点。 在汽车零部件中，最初采用的电子装置是交流发电机的整流器。通过使用硅二极管，车用发电机改直流为交流。交流发电机结构紧凑、故障少、成本低。1960年，美国克莱斯勒汽车公司和日本汽车公司开始采用硅二极管整流的交流发电机。此后不久，交流发电机迅速推广到全世界。我国适用于20世纪70年代，现已全部取代了直流发电机。 20世纪60年代以来，发动机周围零部件的电子化显得十分活跃，尤其是电压调节器和点火装置电子化，并得到快速发展。 深入了解国内外电子技术的发展，找出我国汽车电子技术于国外汽车电子技术的差距。汽车电子化是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。 我国的汽车电子工业起步较晚。20世纪90年代以前．除了汽车收音机等直接从家用电器移植过来的产品以外。几乎没有汽车电子工业。进入20世纪90年代以后．随着我国汽车工业的较快发展和国外的汽车电子化潮流，我国的汽车厂家如雨后春笋般涌现。据CCID统计，我国涉及汽车电子生产的企业有1000多家，但其多数企业规模偏小，产品结构单一。且技术含量低。近几年，我国汽车产业发展迅猛。特别是轿车产业．我国的巨大市场潜力吸引了全球知名汽车厂商的目光，纷纷来华投资，凭借这些跨国企业提供的技术、硬件、以及产能上的保障，我国在短短几年时间内成为全球知名的汽车生产国。当前，汽车由单纯的机械产品逐步演变为一种高级的机电一体化产
当代电子和计算机技术对汽车发展的影响 摘要：汽车自发明以来就给人们的工作和生活带来极大的便利，随着不同时期人们不同的要求，汽车技术也在发生着翻天覆地的变化。尤其是进入21世纪以来，世界掀起了新的制造业革命，节能、环保与安全成为新的主题，大量的新技术也陆续应用到汽车上，使汽车更具现代化与智能化，汽车在极大限度降低对人类负面影响的同时更好地满足人们的需求。随着社会的不断发展，经济的进步以及我国汽车行业的快速振兴，汽车行业对科技水平需求提升到了一个新的高度，也就强烈的促进了汽车行业的发展。与此同时，现代计算机控制技术已渗透到汽车的各个组成部分，汽车的结构变得越来越复杂，自动化程度也越来越高。文章就计算机控制系统在汽车行业中的一些重点应用问题进行了论述。随着不同时期不同时代主题的要求，汽车技术也随之发生着翻天覆地的变化，尤其是近几年以来，节能、环保与安全成为全球的新的话题，大量的新型电子控制技术也很快的应用到汽车上，汽车正逐步的智能化和高效化。 如今的汽车上都是动辄数百个电子元件，数以捆计的汽车线路控制着汽车多个部门的协调工作，汽车电子技术已经全面覆盖汽车行业。如今的汽车先进的技术都与电子技术挂钩：如电喷发动机、电动车窗、电动座椅、电控车身稳定系统、电子显示屏及电控悬架等。汽车大都配备了一个电脑—ECU来调节整个汽车的运行，汽车电子技术已经成了汽车技术进步的最大源泉。专家预测未来3～5年内汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的25%以上，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展，成为所谓的“电子汽车”。传统的汽车电路主要是能量的转换，当代的电子技术主要在于汽车整体的控制。 在未来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的深入研究，汽车电子控制技术仍将迅猛的发展，尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面会有较大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。 关键词：计算机控制技术；汽车；电子控制
第1章 习 题 1-1 日常生活中存在许多控制系统，其中洗衣机的控制是属于开环控制还是闭环控制？卫生间抽水马桶水箱蓄水量的控制是开环控制还是闭环控制？ 解：洗衣机的洗衣过程属于开环控制，抽水马桶的蓄水控制属于闭环控制。 1-2 用方块图表示驾驶员沿给定路线行驶时观察道路正确驾驶的反馈过程。 解：驾驶过程方块图如图 所示。 图 驾驶过程方块图 1-3自动热水器系统的工作原理如图T1.1所示。水箱中的水位有冷水入口调节阀保证，温度由加热器维持。试分析水位和温度控制系统的工作原理，并以热水出口流量的变化为扰动，画出温度控制系统的原理方块图。 图T1.1 习题1-3图 解：水位控制：输入量为预定的希望水位,设为H r, 被控量为水箱实际水位,设为H。当H=H r时，浮子保持一定位置，冷水调节阀保持一定开度，进水量=出水量，水位保持在希望水位上。当出水量增加时，实际水位下降，浮子下沉，冷水入口调节阀开大，进水量增加，水位上升直到H=H r。同理，当出水量减少时，实际水位上升，浮子上升，冷水入口调节阀关小，进水量减少，水位下降直到H=H r。 温度控制：在热水电加热器系统中，输入量为预定的希望温度（给定值），设为T r，被控量（输出量）为水箱实际水温，设为，控制对象为水箱。扰动信号主要是由于放出热水并注入冷水而产生的降温作用。当T=T r时，温控开关断开，电加热器不工作，此时水箱中水温保持在希望水温上。当使用热水时，由于扰动作用使实际水温下降，测温元件感受T 目录 摘要 1汽车底盘电子控制的理论基础和特点 2汽车底盘常见的电子控制系统 2.1汽车防抱死制动系统ABS 2.11奥迪A6汽车ABS工作原理 2.12牵引力控制系统TCS 2.13汽车动力学电子稳定控制系统ESP 3底盘电子控制网络化和全局协调化的发展趋势3.1全方位底盘控制GCC 3.2汽车开放性系统构架AUTOSAR 4汽车底盘线控技术的应用和发展趋势 4.1汽车线控技术特点 4.2线控转向系统 4.3线控制动技术 5总结与展望 参考文献 谢辞 汽车底盘控制技术的发展状况和发展趋势的研究 吴玉凯 (德州学院汽车工程学院山东德州253023) 摘要：汽车电子控制系统在汽车底盘技术中的广泛应用大大改善了汽车的主动安全性。底盘控制系统可以分为制动控制,牵引控制，转向控制和悬架控制。介绍通过高速网络将各控制系统联成一体形成的全方位底盘控制(GCC),汽车开放性系统的构架工程(AUTOSAR)和底盘的线控技术(X2by2wire)。 关键词：底盘控制系统，主动安全性，综述 1汽车底盘电子控制的理论基础和特点 汽车底盘最主要的功能是让汽车按驾驶员的意愿行驶。从图1可以得出驾驶员通过操纵元件来传送其意向，执行量是前轮转角和车轮上的驱动力，实际起作用的是轮胎纵向力和侧向力。所以汽车底盘的原理在给定的路面系数和车轮法像力的情况下对车轮滑动率和侧偏角进行合理的控制，来调节轮胎的侧向力和纵向力，最大限度的利用好轮胎与路面之间的附着力，提高汽车的主动安全性，机动性，舒适性［1］。 图1驾驶员，轮胎力，汽车运动的相互关系 汽车底盘的电子控制相当复杂，互相影响，具有以下特点： （1）不同的控制系统经常共用同一电子原器件。如轮速传感器的信号几乎被所有底盘控制系统所使用。 (2)相同的控制目标可由不同的控制系统单独或共同控制。譬如汽车在路面上制动时，ABS,AFS，RWS，ESP控制汽车的稳定。 （3）同一个控制系统会对多个变量进行同一控制，而且拥有多个执行机构。（4）同一个控制变量同时受不同的控制系统控制。如车轮滑动率同时受ABS，ＥＳＰ控制［2］。 ２汽车底盘常见的电子控制系统 2.1汽车防抱死制动系统ABS（an tick brake system） 当汽车制动时，车轮滑动率在30%左右时，制动力系数越大(图2),当制动力矩再增加，制动力系数减小。车轮滑动率大于Ko时制动力系数处于非稳定区域。从侧向力系数和滑动率的关系曲线判断滑动率越小侧向力系数越大。当车轮全部抱死时，其侧向力系数为零，其失去了承受侧向力的能力，前轮如果发生这种现 《汽车电器与电子控制技术》 课程模块教学大纲 教育层次：专科层次、学制三年 课程模块号： 课程模块教学时数： 64 学分数：4 制订或修订执笔人：完成日期： 审核小组：审核日期： 课程模块审批通过文件号： 第次修订： 签发人：签发日期： 有效期至年月 一、课程性质和任务 1．课程性质 本课程是汽车技术类专业的一门主干专业基础平台课程。 2．课程任务 《汽车电器与电子控制技术》课程是高职《汽车技术应用与服务专业》专业的一门主干专业课程。其任务是：使学生初步具备汽车维修、营销服务等技术人才所必需的汽车电器与电子控制技术基础知识及有关汽车电器与电子控制技术应用基本技能；培养学生掌握现代汽车电控技术的能力，提高学生专业素质，为今后继续学习和应用汽车新技术打下一定的基础。 二、先修课程模块 《汽车性能与测试》 C1B305A 《汽车技术基础Ⅰ》（上） C1B311A 《汽车技术基础Ⅰ》（下） C1B312A 《汽车技术基础Ⅱ》（上） C1D165A 《汽车技术基础Ⅱ》（下） C1D167A 三、教学目标 1．知识目标 1）掌握汽车电器与电子控制系统的基本概念、基本理论。 2）了解典型汽车电喷系统的基本组成与原理。 3）了解汽车电器性能指标的分析评价。 4）掌握汽车电器与电子控制系统故障分析的思路与方法。 5）初步掌握汽车电器与电子控制系统的调试、运行及维护。 2．能力目标 1）具备完成实验、实训的基本要求、将实验、实训中观察到的现象进行系统分析并得出正确结果的基本能力。 2）具备查阅各种汽车电器、传感器与执行器功能表，并正确使用元器件及装置的基本能力。 3）具备独立撰写实验、试验报告等科技文件的基本能力。 4）初步具备读通并分析典型系统的电路原理图的能力。 5）初步具备根据典型系统原理图画出系统方框图的能力。 6）初步具备处理典型汽车电喷系统一般故障的能力。 四、教学内容及要求 通过讲授、实验和实习，使学生达到下列要求： 1）熟悉现代化技术在汽车上的应用与发展趋势； 2）掌握起动机、发电机、点火系统的结构、原理与控制电路； 3）熟悉典型车辆的控制电路； 4）掌握电控发动机、自动变速器、防滑控制系统等新技术的工件原理、典型结构和特点； 5）具有新型电子控制技术装置的调试与诊断维修的一般能力。 1．教学基本内容 课题一起动机 起动机的型式、结构、控制系统的组成、工作原理与控制电路。 实验一起动机结构、控制系统与试验 课题二发电机 发电机的型式、结构、控制系统的组成、工作原理与控制电路。 实验二发电机与调节器的试验 课题三点火系统 点火系统的组成与工件原理 实验三点火系统的试验 课题四电子控制技术概论 汽车电子技术的发展历史。电子技术在汽车上的应用。自动控制系统的组成与分类。汽车电控系统的组成与各部分的功用。 课题五传感器与执行器 空气流量传感器、绝对压力传感器、位置传感器、爆震传感器和氧传感器的结构、工作原理及应用场合。 实验四传感器 课题六汽油机燃油喷射系统 燃油喷射系统的应用与特点。汽油机燃油喷射系统的分类、组成、结构与工作原理。K、KE、D、 广东省工业贸易职业技术学校2009/2010学年第二学期《汽车电子控制技术》期末考试试卷（B卷答案） 班级姓名学号 一、填空题（每空1分，共20分） 1.当今汽车技术发展的主要方向是_安全_、_环保_和_节能 _. 2.电控液力自动变速器的基本组成有液力变阻器、齿轮变速 机构、换挡执行机构. 液压控制系统和电子控制系统组成. 3.行星齿轮机构由_太阳轮_、_内齿圈_、行星架_、和行星 齿轮组成. 4.汽车防抱死制动系统的主要作用就是把滑动率控制在 _10%～30之间. 5.主动悬架控制系统可分为_油气悬架_和空气悬架_。 6.电子巡航控制系统主要由_主控开关_、_车速传感器_、_ 巡航和_执行器_. 7.安全气囊系统由_气囊_、_气体发生器_、碰撞传感器和等 组成. 二、单项选择题（每题5分，共50分） 1.下列哪个部分不属于防抱死制动系统。( D ) A. 车轮转速传感器 B. C. 制动压力调节装置 D. 离合器 2.下列关于安全气囊使用的说法错误的是：（ D ）。 A.安全气囊警示灯不亮，或点亮超过8S，表明该系统工作不 正常； Ｂ.安全气囊只能工作一次 Ｃ.车辆报废时，安全气囊一定要拆下在车外引爆处理 Ｄ.安全气囊只要没有打开工作，就可以一直在车辆上使用3.下列关于和的比较，说法不正确的是：（ C ）. Ａ.都是用来控制车轮对地面的滑动 Ｂ控制的是所有的车轮，控制的只是驱动轮 Ｃ一般在汽车出现滑转时起作用，只在汽车出现滑移时起作用 D.都可以通过控制车轮制动力的大小来控制驱动车轮相对 地面的滑动 4.自动变速器的基本组成不包括下列哪项（ C ） A.液力变矩器 B. 离合器 C. 变速器齿轮机构 D.换挡操纵机构 1.在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯 变换值比，定义为线性定常系统的传递函数。传递函数表达了系统内在特性，只与系统的结构、参数有关，而与输入量或输入函数的形式无关。 2.一个一般控制系统由若干个典型环节构成，常用的典型环节有比例环节、惯 性环节、积分环节、微分环节、振荡环节和延迟环节等。 3.构成方框图的基本符号有四种，即信号线、比较点、方框和引出点。 4.环节串联后总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积。环节并联后总的传 递函数是所有并联环节传递函数的代数和。 5.在使用梅森增益公式时，注意增益公式只能用在输入节点和输出节点之间。 6.上升时间tr、峰值时间tp和调整时间ts反应系统的快速性；而最大超调量 Mp和振荡次数则反应系统的平稳性。 7.稳定性是控制系统的重要性能，使系统正常工作的首要条件。控制理论用于 判别一个线性定常系统是否稳定提供了多种稳定判据有：代数判据（Routh 与Hurwitz判据）和Nyquist稳定判据。 8.系统稳定的充分必要条件是系统特征根的实部均小于零，或系统的特征根均 在跟平面的左半平面。 9.稳态误差与系统输入信号r(t)的形式有关，与系统的结构及参数有关。 10.系统只有在稳定的条件下计算稳态误差才有意义，所以应先判别系统的稳定 性。 11.Kp的大小反映了系统在阶跃输入下消除误差的能力，Kp越大，稳态误差越 小; Kv的大小反映了系统跟踪斜坡输入信号的能力，Kv越大，系统稳态误差越小； Ka的大小反映了系统跟踪加速度输入信号的能力，Ka越大，系统跟踪精度越高 12.扰动信号作用下产生的稳态误差essn除了与扰动信号的形式有关外，还与扰 动作用点之前（扰动点与误差点之间）的传递函数的结构及参数有关，但与扰动作用点之后的传递函数无关。 13.超调量仅与阻尼比ξ有关，ξ越大，Mp则越小，相应的平稳性越好。反之， 第二部分古典控制理论基础习题详解 一 概述 2-1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。 【解】： 控制系统优点缺点 开环控制简单、造价低、调节速度快调节精度差、无抗多因素干扰能力闭环控制抗多因素干扰能力强、调节精度高结构较复杂、造价较高 2-1-2试列举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的例子，并说明其工作原理。 【解】： 开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。 工作原理：被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。 闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。 工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。 2-1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属何种类型（线性、非线性；定常、时变）。 【解】： （1）线性定常系统；（2）线性时变系统；（3）非线性定常系统；（4）线性定常系统。 1 2 2-1-4 根据题2-1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图： （1）将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈系统； （2）画出系统方框图。 【解】： （1）a -d 连接，b -c 连接。 （2）系统方框图 题2-1-4解图 抽头移动，电动机获得一个正电压，通过齿轮减速器传递，使阀门打开，从而增加入水流量使水位上升，当水位回到给定值时，电动机的输入电压又会回到零，系统重新达到平衡状态。反之易然。 题2-1-5解图 摘要 当前，汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系阶段。汽车的性能提高更大地依赖于电子控制技术。随着汽车工业与电子工业的不断发展，再现代汽车上，电子控制技术的应用越来越广泛。今天的汽车已经逐步进入电脑控制的时代。 本文首先讲述了汽车电子控制技术的应用与现状，并阐述的它的工作原理。接着又分析了汽车电子控制系统底盘控制系统以及信息系统的概况及其工作原理。今天，社会进入了信息网络时代，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸。 综上所述，随着控制技术的不断发展，一些新的控制方法将更多地应用于汽车的控制系统之中。相信随着所有这些控制方法在汽车上的成功应用电子技术对汽车的技术进步具有重要意义，越来越多的电子产品应用到汽车上，使汽车性能不断提高，使它能更好地造福于人类。 关键词：汽车电子；控制技术；电脑控制；应用与发展。 目录 1.绪论 (2) 1.1课题提出的背景和意义 (2) 1.2我国汽车电子发展现状 (2) 1.3汽车电子控制技术应用概况 (4) 1.4本章小结 (5) 2.汽车电子控制系统 (6) 2.1汽车电子控制系统的概述 (6) 2.2汽车电子控制技术的应用 (8) 2.3本章小结 (13) 3. 汽车电子技术应用的发展趋势 (32) 3.1电子元件微型化 (32) 3.2光导纤维在汽车信号传输中的应用 (36) 3.3车载网络化 (39) 3.4本章小结 (39) 结束语 (43) 参考文献 (44) 1．绪论 1.1 课题提出的背景和意义 近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技术得到了迅猛的发展，汽车结构的改进与性能的不断提高，汽车上装用的传统电气设备正面临着巨大的冲击。汽车电子控制技术是汽车的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。 例如：为使汽车发动机获得最高的经济性，需靠点火系统才能在最适当的时间点火；为使汽车在制动过程中有良好的操纵性能，需采用电子控制防抱死制动装置；为保证汽车工作可靠、行驶安全，则有赖于各种其他电子控制系统的正常工作。 由于人们对汽车节能、安全、舒适、便捷和豪华的追求，对汽车的性能提出了更高的要求。使用了大量的传感器、微处理器等电子元件，尤其在近年来，微电子技术的飞速发展，特别是微型计算机技术的巨大进步，将先进的电子技术知识与传统的机械相结合，使得汽车的环保、节能、安全、舒适、便捷和智能化等方面有了很大的进步。如今的汽车已经成为了集微电子技术和微型计算机一体的自动系统。其中汽车电子化、智能化、网络化的程度是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。 现在人们驾驶汽车的时候，相信都会一眼就发现车上增加了很多诸如油耗显示、ABS、ASR、EBA、ESP、安全气囊、侧气帘、车内温湿度控制、CD/DVD 播放机、GPS导航仪、电动门窗、电动后视镜、电动座椅记忆调节、LED车灯、自适应巡航，以及其他很多以前只在军用、航空上使用，而价格只是现在民用消费类水平的汽车电子产品。电子产品目前在整车成本中所占比例普遍为23%～30％，在高档豪华轿车上更是占到50％～60%。今后汽车的发展将更多地由汽车电子技术驱动，可能人们驾驶汽车的感觉就像在操作一台复杂的电子设备。这，就是与人们的生活息息相关的汽车电子。 1.2 我国汽车电子发展现状 汽车的电子化、智能化、网络化是现代汽车发展的重要标志，随着消费者对汽车功能和性能要求的日益提高，汽车正在逐渐由机械系统向电子系统转换，目前全球汽车电子产业面临着高速增长的机遇。在国外，电子系统已占到一辆普通轿车总成本的30%，在高级轿车上比例更高，在国内，中高级轿车电子装置的配置已经接近或达到了国外汽车工业发达国家水平。但我国汽车电子业总体上还与国外有很大差距，需要加大研究投入的力度。汽车电子技术经过两个阶段的发展， 优质文档在您身边/双击可除汽车电子技术发展趋势课程小结及心得体 会 第一部分汽车电子技术的发展趋势 第二部分汽车电子技术应用实例 第三部分课程小结及心得体会 汽车是现代社会中最重要的交通工具之一。汽车工业也是成为衡量一个国家工业化水平的主要标志。与传统汽车技术相比，现代汽车技术主要包括以计算机为核心的电子控制技术；以质轻、高强度为代表的新材料技术；应用现代设计理论和设计方法，以CAD（计算机辅助设计）为核心的整车及零部件新设计；融合当代制造技术的汽车制造工艺；以减少石油燃料的消耗、降低大气环境污染为目的的新型能源动力汽车技术。目前，汽车电子技术已经成为衡量汽车技术发展水平的主要内容，未来汽车技术的发展和性能的改善，主要依靠汽车电子技术的发展。 一、汽车电子技术的应用现状 目前，电子技术已经在汽车得到了广泛的应用，几乎涉及到了汽车的各个部分。汽车电子技术的主要内容如下： 1、动力传动系统的控制 主要包括发动机电子控制(包括汽油机和柴油机)、自动变速器控制(ECT、CVT/ECVT等)以及动力传动总成的综合电子控制等。控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元(ECU)组成。其主要是保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行，并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。 2、底盘方面的控制 包括制动防滑与动态车身控制系统(ABS/ASR、ESP/VDC)、牵引力控制系统、悬架及车高控制系统、轮胎监测系统(TPMS)、巡航控制系统(CCS)、转向控制系统(如4WS)、驱动控制系统(如4WD)等。其主要用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等。近些年来，这类控制系统开始在普通轿车上广泛采用。 汽车电子控制技术的应用与发展趋势 欧阳家百（2021.03.07） 作者：夏建满 摘要：本文系统地介绍了汽车电 子控制技术的应用及发展趋势。 关键词：电子控制技术应用发展趋势 The application and development trend of auto electronic control technique Abstract：This paper introduced systemically the application and development trend of auto electronic control technique. Key words: Electronic control technique Application Trend 1 概述 近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技术得到了迅猛的发展，尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面有了较大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。 汽车电子控制系统基本由传感器、电子控制器（ECU）、驱动器和控制程序软件等部分组成，与车上的机械系统配合使用（通常与动力系统、底盘系统和车身系统中的子系统融合），并利用电缆或无线电波互相传输讯息，即所谓的“机电整合”，如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制系统、防滑控制系统、电子控制悬架系统、电子控制自动变速器、电子助力转向等。汽车电子控制系统大体可分为四个部分：发动机电子控制系统，底盘综合控制系统，车身电子安全系统，信息通讯系统。其中，前两种系统与汽车的行驶性能有直接关系。 2 电子控制技术的应用 2.1发动机电子控制系统 发动机电子控制系统（EECS)是通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行电子控制，使发动机在最佳工况状态下工作，以达到提高其整车性能、节约能源、降低废气排放的目的。 2.1.1电控点火装置（ESA） 电控点火装置由微处理机、传感器及其接口、执行器等构成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，可使发动机在不同转速和进气量等条件下，保证在最佳点火提前角下工作，使发动机输出最大的功率和转矩，降低油耗和排汽车底盘控制技术的发展状况和发展趋势的研究
《汽车电器与电子控制技术》课程模块教学大纲
《汽车电子控制技术》期末考试试卷(B卷答案)
(完整word版)自动控制原理概念最全整理
自动控制原理答案(第二版)+中国电力出版社
电子技术在汽车上的应用
汽车电子技术发展趋势课程小结及心得体会
汽车电子控制技术的应用与发展趋势之欧阳家百创编
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