课程设计 题目汽车运动控制系统仿真设计学院计算机科学与信息工程学院班级2010级自动化班 姜木北：2010133*** 小组成员 指导教师吴
2013 年12 月13 日 汽车运动控制系统仿真设计 10级自动化2班姜鹏 2010133234 目录 摘要 (3) 一、课设目的 (4) 二、控制对象分析 (4) 2.1、控制设计对象结构示意图 (4) 2.2、机构特征 (4) 三、课设设计要求 (4) 四、控制器设计过程和控制方案 (5) 4.1、系统建模 (5) 4.2、系统的开环阶跃响应 (5) 4.3、PID控制器的设计 (6) 4.3.1比例（P）控制器的设计 (7) 4.3.2比例积分（PI）控制器设计 (9) 4.3.3比例积分微分(PID)控制器设计 (10) 五、Simulink控制系统仿真设计及其PID参数整定 (11) 5.1利用Simulink对于传递函数的系统仿真 (11) 5.1.1 输入为600N时，KP=600、KI=100、KD=100 (12) 5.1.2输入为600N时，KP=700、KI=100、KD=100 (12) 5.2 PID参数整定的设计过程 (13) 5.2.1未加校正装置的系统阶跃响应： (13) 5.2.2 PID校正装置设计 (14) 六、收获和体会 (14) 参考文献 (15)
摘要 本课题以汽车运动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言对其进行设计与仿真.首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标稳态误差和动态指标搬调量和上升时间，最终应用MATLAB环境下的.m 文件来实现汽车运动控制系统的设计。其中.m文件用step函数语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行P、PI、PID校正；同时对其控制系统建立Simulink进行仿真且进行PID参数整定。仿真结果表明，参数PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值，是汽车运动控制系统设计的优秀手段之一。 关键词：运动控制系统 PID仿真稳态误差最大超调量
汽车安全气囊的发展史 毫无疑问安全气囊系统非常好地改善了汽车的碰撞安全性，它和安全带一起充分地发挥了对人的保护效能。但是在乘员OoP状态(“Out of Position，非正常乘坐位置”)下，安全气囊也会对人造成伤害甚至致死亡，例如： ·由于气囊的传感系统没有完全考虑到事故的真实情况，造成气囊比较晚的被点燃引爆 ·乘客由于恐慌等原因伏在安装气囊的方向盘或者仪表板上，或者座椅调节得太靠前，或者由于安全带比较松甚至没有带安全带造成紧急刹车时乘客身体前倾 ·没有注意到汽车上的警告，把婴儿的座椅头朝前地固定在副驾驶员位置上 在上述情况下，气囊爆发时，很容易对人造成伤害。要解决这个问题，就必须改善现有的碰撞传感识别系统，要求通过这套系统一方面安全气囊可以提供乘客在“标准位置”时的碰撞安全保护，另一方面也可以通过气囊的不引爆或者减少气囊爆炸时的压力来减少乘客在偏离正常乘坐位置时可能产生的对人的伤害。 使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。1953年，第一个气囊的专利就诞生了。但是，由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付诸实现。到了1980年，德国
默谢台斯公司开始实现这种设想，它在自己生产的部分汽车上安装了安全气囊。而从1985年起，在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。随后，又出现了第一个保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊。 现在，世界上许多汽车制造厂及专业生产厂都在设计和生产安全气囊，其中最大的是德国的波许公司。今天的气囊已经发展到可以在任意方向的碰撞中（包括侧向碰撞）起保护乘员头部、躯干和膝部的作用。 目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。例如在美国，相应的法规已从1989年起实施该法规要求一定要安装大尺寸的气囊。而欧洲的专家们则认为最好的方案应该是：安全带和小尺寸气囊的配合使使用。所以，欧洲的公司只生产小尺寸气囊。现在，在汽车上，一个气囊安装在驾驶盘上，一个安装在驾驶员旁前排乘员的前面。侧面气囊或者装在车门上，或者装在座椅靠背上，气囊用尼龙制成，材料厚度为0.45mm。为了保证气囊的气密性，在其内表面涂敷薄薄一层合成橡胶或硅橡胶。在气囊的内表面固定有专门的带子，这些带子在气囊充气时能使其保持一定形状。气囊侧面设有许多孔，这些孔用来快速从气囊中排出气体。这点十分重要的，否则，人就会被气囊推向后面或被一个气囊或几个气囊挤住而受伤。为避免气囊因长期叠置而成硬块，在气囊内部覆盖一层特殊的材料，它可使气囊的有效使用期达到15年。 安全气囊系统采用了一种类似火箭固体燃料发动机的气体发生器，在这种气体发生器中，燃料燃烧产生的气体使气囊充气。气体发生器的燃料通常使用叠氮化钠，但也有的使用硝化纤维，也有的系统使用压缩气体。 气囊系统中的传感器通常有三种类型：机械式、机电一体式及电子式。大多数气囊采用多个电子传感器分布在车身不同位置以便准确感知碰撞信号，并将信号传递到车上的控
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 简述汽车安全气囊的工作原理 (最新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
简述汽车安全气囊的工作原理(最新版) 摘要:本文简单介绍了汽车安全气囊系统(SRS)基本的组成、工作原理和工作过程。并对奥迪A6轿车安全气囊系统的检修做简要说明。然后简单介绍了几种安全气囊新技术。 关键词:汽车安全气囊工作原理检修发展方向 1前言 随着汽车综合性能的提高，汽车的安全装置越来越重要，汽车的安装置分为主动安全和被动安全两种，主动安全装置(如ABS、ASR 等)是指汽车防止发生事故的能力，被动安全装置是指汽车一旦发生事故，汽车保护乘员的能力。汽车发生事故时，对乘员的伤害是在瞬间发生的，例如，以车速50公里/时进行正面撞车时，其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止或减小对乘员的伤害，目前汽车主要装有安全带、防撞式车身和安全气囊防护
系统(SRS是英文SupplementalRestraintSystem的缩写)等。 2汽车安全气囊发展 安全气囊是1953年由美国人约翰·赫缀克发明的。1973年日本本田汽车公司引进安全气囊技术进行实车应用。经过了30多年的漫长历程，直至1984年，汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施，其中规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊，同时还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊，自此才确认了安全气囊的作用。如今，这个在当年颇具创意性的发明已转为千百万个产品，种类也发展为正面气囊、侧面气囊、安全气帘等等。各国生产的中高级轿车，大多数都装有安全气囊，有些轿车已将安全气囊列入必装件。在国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高，但目前除了极少数高级车装备了侧面气囊之外，大部分车型还只是安装了正面气囊。 3汽车安全气囊系统的基本组成及工作过程 3.1汽车安全气囊系统的基本组成
毕业设计（论文） 汽车智能照明控制系统 学生姓名： 学号： 所在系部： 专业班级： 指导教师： 日期：二〇一七年五月
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密□，在年解密后适用本授权书。 2、不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：年月日 导师签名：年月日
摘要 在当今社会，人们生活得到了极大的提高，汽车拥有量也在不断增加。汽车作为快捷方便的交通工具，给我们的生活带来了诸多方便，同时也带来不少的交通安全问题。汽车照明系统作为现代汽车的必备安全系统之一，在安全性方面有很多值得改进的地方。大部分的汽车的照明系统目前还是以传统手动操作为主，因此，实现汽车照明的智能控制是非常有必要的。 本文首先对汽车智能照明控制系统的研究背景和国内外概况作了简要介绍，给出了设计任务要求和总体设计方案，并根据实际情况做了硬件设计。硬件设计部分包括主控部分、电源设计部分、数据采集部分和模拟车灯控制部分。本设计是通过STM32单片机对传感器采集到的数据进行分析后对模拟车灯进行控制，控制的具体步骤通过软件编程实现。本文还对实物模型的制作流程作了简单介绍，并给出了实物图。最后对现阶段的研究进行总结并得出了结论，最终结论表明该系统在实际应用中是可行的。 关键词：汽车车灯;STM32F103C8T6;传感器
汽车安全气囊毕业论文The final revision was on November 23, 2020
安徽现代信息工程职业学院 毕业论文 题目：安全气囊的应用与发展 姓名：赵开洋 院系: 机电工程系 专业：汽车检测与维修技术 届别: 2013届 学号： 指导教师：张坤 目录
汽车安全气囊的发展与应用 学生：赵开洋 指导老师：张坤 安信院机电系汽检1001班 [摘要]安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。汽车安全气囊系统的包括传感器总成、充气、折叠气囊、点火器、固态氮、警告灯等。当汽车受到前方一定角度内的高速碰撞时，装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器，就可以检测到车突然减速，并将这一信号在秒之内速度传递给安全气囊系统的控制电脑。因此,确保汽车行驶的安全性,解决乘车人员的安全越来越受到人们的重视。而在汽车上装配安全气囊就是一种有效的解决方法。本文主要介绍安全气囊的作用、安全气囊的类型、安全气囊的
发展、系统主要部件、气囊在车内的应用、气囊系统的工作原理、使用注意参项、安全气囊的维护等。 [关键词] 安全气囊；传感器；安全；发展；应用 近几年来，汽车作为一种便捷的现代化交通工具,给人们带来了不少的方便，但是因为交通事故也给人们造成不少严重的损失。因此汽车的安全问题便一直伴随在我们身边。随着高科技的发展，新型的汽车安全部件诞生了，即汽车安全囊。安全气囊对乘员的保护效果是非常明显的，被称为驾驶员的“救命袋”，它可以保护人在汽车发生事故所引发的安全问题，同时也给汽车工业带来了繁荣，而汽车安全气囊它在当今时代又如何的去发展和应用呢 一、汽车安全气囊的发展 （一）、国外汽车安全气囊的发展 最早发展安全气囊系统的国家是美国，是美国机械工程师约翰·赫缀克(John w．Hertrick)于1953年发明的，并获得了题为“汽车缓冲安全装置（Safety Cushion Assembly For Automotive Vehicles）”的美国专利US2649311。它的发展历史过程可以概括为：发明于50年代，开发于60年代，应用于70年代，发展于80年代，推广与于90年代。安全气囊发明十多年以后，经过许多科研人员的努力，现代汽车安全气囊基本已经具为雏形。随后把这种想法或专利传人世界各国，到了1980年，德国开始实现了这个想法，并在汽车上安装了安全气囊。从此在美国的市场汽车上都出现了这样能保护乘员头部躯干和膝部作用的安全系统，即汽车安全气囊。到了90年代以后，安全气囊的安全性已经被大家普遍接受，并作为一种具有现代化和高档次的安全装置。1973年，美国通用汽车公司开始出售可供顾客使用的汽车安全气囊。在1981年，德国奔驰公司销售了3000
汽车安全气囊技术及其发展趋势 图1汽车安全分类 图2安全气囊系统组成 汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性，防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用，以减缓事故严重程度。汽车安全涵盖的内容很多，图1显示了汽车安全方面的分类。 汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECER94法规。最近，我国的侧面碰撞法规已经开始实施，这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善，将带动中国汽车电子市场的发展。据预测，2009年前排乘客侧面保护气囊的安装率将会是2006年的2倍，侧气帘的安装率将是2006年的4倍。美国和欧洲两种安全气囊系统的比较如表1所示。 安全气囊技术应用 安全气囊系统，属于辅助约束系统（SRS）。 它的作用是在碰撞过程中弥补佩带安全带仍不能保护乘员头部、脸部、胸部和膝部的缺陷。安全气囊系统的组成如图2所示。
早期的安全气囊为机械式安全气囊系统，现在国内外气囊厂家主要采用的是电子式安全气囊系统。基本型安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正面保护安全气囊及安全带预紧装置。 电子式安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况，由MCU监控并作出判断，判断当前的事件是否是严重碰撞事件，如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开，保护驾乘人员的安全。安全气囊作用过程为：碰撞发生后0～20ms内传感器将信号输送到中央电子控制器（ECU），ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器，在20～60ms内高温、高压气体（氮气）经过滤冷却进入气袋，气袋张开形成气垫，将乘员与车内装备隔开，60～100ms后气袋排气孔打开，气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量，缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力，乘员陷入较柔软的气囊中，使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。图3为安全气囊系统基本装车形式，图中DAB是驾驶员气囊，PAB是乘员气囊，PSB是安全带预紧装置。 由于安全气囊系统属于汽车安全部件，它所采用的电子器件均有较高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。 常规安全气囊的电子控制系统包括加速度传感器和MCU等。当前国内外气囊厂家常用的安全气囊传感器为微机电系统（MEMS）传感器，MEMS传感器的感应范围比较宽，可以感应1G到100G值的加速度，感应方向可从单轴向到三轴向，在正面、侧面、垂直三个方向感应汽车碰撞过程中的加速度变化，并输出模拟信号。
南京工程学院 课程设计说明书 题目汽车运动控制系统的 / 设计与仿真 课程名称MATLAB 的控制系统 院（系、部、中心） 专业） 班级 学生姓名 学号 设计时间 ? 设计地点基础实验楼B114 指导教师 \
2012年1月南京 目录 一、课设目的 (3) ^ 二、控制对象分析 (3) 、控制设计对象结构示意图 (3) 、机构特征 (3) 三、课设设计要求 (4) 四、控制器设计过程和控制方案 (4) 、系统建模 (4) 、PID控制器的设计 (4) 五、控制系统仿真结构图 (5) — 六、仿真结果及指标 (6) 对于二阶传递函数的系统仿真 (6) 输入为500N时，K P=700、K I=100、K D=100。 (6) 输入为50N时，K P=700、K I=100、K D=100 (7) PID校正的设计过程 (7) 未加校正装置的系统阶跃响应： (7) PID校正装置设计 (8)
七、收获和体会 (9) >
Matlab 与控制系统仿真设计 一、课设目的 针对具体的设计对象进行数学建模，然后运用经典控制理论知 识 设计控制器，并应用Matlab 进行仿真分析。通过本次课程设计，建立理论知识与实体对象之间的联系，加深和巩固所学的控制理论知识，增加工程实践能力。 二、控制对象分析 、控制设计对象结构示意图 ： 图1. 汽车运动示意图 、机构特征 汽车运动控制系统如图1所示。忽略车轮的转动惯量，且假定汽 车受到的摩擦阻力大小与运动速度成正比，方向与汽车运动方向相反。 根据牛顿运动定律，该系统的模型表示为： ?? ?==+v y u bv v m （1） 其中，u 为汽车驱动力（系统输入），m 为汽车质量，b 为摩擦阻 力与运动速度之间的比例系数，v 为汽车速度（系统输出），v 为汽车加速度。 假定kg m 1000=，m s N b /50?=，N u 500=。
营口职业技术学院教案（2009 ～2010 学年第2学期） 教学单位：机电工程系 课程名称：汽车电子控制技术 任课班级：07汽车检测与维修 任课教师：徐罕
第一节安全气囊系统的组成与原理 1、安全气囊系统的功用 安全气囊系统（SRS）是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下能充分发挥保护驾驶员与乘员的作用。据有关资料统计，安全带对驾驶员与乘员的保护程度占70%，安全气囊的保护程度为20%以上。为此，汽车装备了座椅安全带和安全气囊等被动保护装置，以尽量减轻碰撞对人体的伤害。 2、安全气囊系统的种类 （1）按传感器的类型分类 ①机械式安全气囊系统 ②电子式安全气囊系统 （2）按碰撞类型分类 ①正面防撞安全气囊 ②侧面防撞安全气囊 ③顶部防撞安全气囊 3、安全气囊系统的组成 尽管各款汽车的安全气囊在控制部件的结构、数量和安装位置各有不同，但其基本组成大致相同，主要由传感器、安全气囊组件、安全气囊系统指示灯和SRS ECU四部分组成。安全气囊系统的基本构成如图9-1所示。
图9-1 安全气囊系统的构成 4、安全气囊系统的基本工作原理 当汽车在行驶过程中遭受正面撞击或侧面撞击时，安全气囊的工作原理完全相同，如图9-2所示。 图9-2 安全气囊系统工作原理 5、安全气囊系统的动作过程 汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞，安全气囊系统的动作过程如图9-3所示。
a）b） c）d） 图9-3 安全气囊系统的动作过程 a）尚未引爆b）气囊充满c）能量吸收d）气体溢出 6、安全气囊系统的有效范围 汽车安全气囊系统并非在所有碰撞情况下都能起作用。正面安全气囊只有在汽车正前方或斜前方±30°角范围内发生碰撞，且纵向减速度达到设定值时系统才能工作。如图9-4所示在下列条件之一的情况下，安全气囊不会动作。 （1）汽车遭受侧面碰撞超过斜前方±30°角时； （2）汽车遭受横向碰撞时； （3）汽车遭受后方碰撞时； （4）汽车发生绕纵向轴线侧翻时； （5）纵向减速度未达设定值时； （6）汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路条件下行驶时。 图9-4 正面碰撞时安全气囊的有效范围
周口职业技术学院 毕业论文 2008级机电工程系 汽车检测与维修技术（2）班 论文题目：汽车安全气囊的发展与应用 姓名：苏亚凯学号：08040095 指导教师：严胜利职称：副教授 2011年 4 月 15 日
汽车安全气囊的发展与应用 摘要 安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。汽车安全气囊系统的包括传感器总成、充气、折叠气囊、点火器、固态氮、警告灯等。当汽车受到前方一定角度内的高速碰撞时，装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器，就可以检测到车突然减速，并将这一信号在0.01秒之内速度传递给安全气囊系统的控制电脑。因此,确保汽车行驶的安全性,解决乘车人员的安全越来越受到人们的重视。而在汽车上装配安全气囊就是一种有效的解决方法。本文主要介绍安全气囊的作用、安全气囊的类型、安全气囊的发展、系统主要部件、气囊在车内的应用、气囊系统的工作原理、使用注意参项、安全气囊的维护等。 关键词安全气囊传感器安全
目录 一、概述 (1) 1.1前言 (1) 1.2安全气囊的作用 (1) 1.3安全气囊的类型 (1) 二、安全气囊的发展 (2) 2.1 国外安全气囊的发展 (2) 2.2 国内安全气囊的发展 (3) 三、系统主要部件 (3) 3.1前方传感器 (3) 3.2中央传感器 (4) 3.3安全传感器 (4) 3.4电子控制器 (4) 四、安全气囊在车内的应用 (5) 4.1 安全气囊在车内的标识 (5) 4.2安全气囊系统的工作原理 (5) 4.3使用注意参项 (6) 4.4安全气囊的维护 (7) 五、安全气囊的发展趋势 (7) 参考文献 (8) 致谢语 (8)
汽车安全气囊系统组成及工作原理详解 随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，使得事故更为频繁，所以汽车的安全性就变得尤为重要。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有操纵稳定性、制动性能、平顺性等，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力，目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(Airbag RestraintSystem，以下简称安全气囊)等。由于现实的复杂性，有些事故是难以避免的，因此被动安全性也非常重要，安全气囊作为被动安全性的研究成果，由于使用方便、效果显著、造价不高，所以得到迅速发展和普及。 为了说明安全气囊的基本原理，这里首先说明汽车发生事故时造成乘员伤亡的原因。当汽车发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞，一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降，速度从35km/h降到零的时间约150ms左右；乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞，由于惯性的作用，当汽车急剧降速时，乘员要保持原来的速度向前运动，于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞，从而造成了乘员的伤亡.汽车安全气囊的基本思想是，在发生—次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员扑在气袋上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时，因振荡造成乘员伤害，所以一般在气囊的背面开两个直径25mm 左右的圆孔。这样，当乘员和气整相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。 安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成，通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收传感器的信号并进行处理，当它判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号以触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火井产生大量气体给气囊充气。安全气囊系统的组成如图6，1．2所示。
实验七 对汽车控制系统的设计与仿真 一、实验目的： 通过实验对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真，掌握控制系统性能的分析和仿真处理过程，熟悉用Matlab 和Simulink 进行系统仿真的基本方法。 二、实验学时：4 个人计算机，Matlab 软件。 三、实验原理： 本实验是对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真，其方法是先对汽车运动控制系统进行建摸，然后对其进行PID 控制器的设计，建立了汽车运动控制系统的模型后，可采用Matlab 和Simulink 对控制系统进行仿真设计。 注意：设计系统的控制器之前要观察该系统的开环阶跃响应，采用阶跃响应函数step( )来实现，如果系统不能满足所要求达到的设计性能指标，需要加上合适的控制器。然后再按照仿真结果进行PID 控制器参数的调整，使控制器能够满足系统设计所要求达到的性能指标。 1. 问题的描述 如下图所示的汽车运动控制系统，设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计，并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比，摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反，这样，该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。 根据牛顿运动定律，质量阻尼系统的动态数学模型可表示为： ? ??==+v y u bv v m & 系统的参数设定为：汽车质量m =1000kg ， 比例系数b =50 N ·s/m ， 汽车的驱动力u =500 N 。 根据控制系统的设计要求，当汽车的驱动力为500N 时，汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。由于该系统为简单的运动控制系统，因此将系统设计成10％的最大超调量和2％的稳态误差。这样，该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为： 上升时间：t r <5s ； 最大超调量：σ％<10％； 稳态误差：e ssp <2％。 2、系统的模型表示
一、摘要 2 二、课程设计任务 3 1．问题描述 3 2．设计要求 3 三、课程设计内容 4 1、系统的模型表示 4 2、利用Matlab进行仿真设计 4 3、利用Simulink进行仿真设计 9 总结与体会 10 参考文献 10
本课题以汽车运动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言对其进行设计与仿真.首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标稳态误差和动态指标搬调量和上升时间，最终应用MATLAB环境下的.m文件来实现汽车运动控制系统的设计。其中.m文件用step函数语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行P、PI、PID校正；同时对其控制系统建立Simulink进行仿真且进行PID参数整定。仿真结果表明，参数PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值，是汽车运动控制系统设计的优秀手段之一。 关键词：运动控制系统 PID仿真稳态误差最大超调量
一、课程设计任务 1. 问题描述 如下图所示的汽车运动控制系统，设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计，并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比，摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反，这样，该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。 根据牛顿运动定律，质量阻尼系统的动态数学模型可表示为： ???==+v y u bv v m 系统的参数设定为：汽车质量m =1000kg ， 比例系数b =50 N ·s/m ， 汽车的驱动力u =500 N 。 根据控制系统的设计要求，当汽车的驱动力为500N 时，汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。由于该系统为简单的运动控制系统，因此将系统设计成10％的最大超调量和2％的稳态误差。这样，该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为： 上升时间：t r <5s ； 最大超调量：σ％<10％； 稳态误差：e ssp <2％。 2.设计要求 1．写出控制系统的数学模型。 2．求系统的开环阶跃响应。 3．PID 控制器的设计 （1）比例（P ）控制器的设计 （2）比例积分（PI ）控制器的设计 （3）比例积分微分（PID ）控制器的设计 利用Simulink 进行仿真设计。 二、课程设计内容 1.系统的模型表示
目录 ［摘要］ (2) ［关键词］ (2) 一、汽车安全气囊系统的发展 (2) 二、汽车安全气囊系统的机构 (3) 三、汽车安全气囊系统存在的问题 (3) 四、汽车安全气囊系统的使用 (4) 五、车外安全气囊系统的应用 (5) 参考文献 (6)
安全气囊系统的发展 李康祺 指导老师：赵新 09车辆工程2班 ［摘要］随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越 快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，使得事故更为频繁，所以汽车的安全性就变得尤为重要。安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。为了减小汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害，现代汽车在驾驶员前端方向盘中央普遍装有安全气囊系统，有些汽车在驾驶员副座前的工具箱上端也装有安全气囊系统。【1】 本文主要介绍汽车安全气囊系统的发展、汽车安全气囊系统的机构、汽车安全气囊系统存在的问题、汽车安全气囊系统的改进以及车外安全气囊系统的应用。 ［关键词］安全气囊；发展；存在问题；改进；车外安全气囊 一、汽车安全气囊系统的发展 最早发展安全气囊系统的国家是美国，是美国机械工程师约翰·赫缀克(John w．Hertrick)于1953年发明的，并获得了题为“汽车缓冲安全装置（Safety Cushion Assembly For Automotive Vehicles）”的美国专利US2649311。它的发展历史过程可以概括为：发明于50年代，开发于60年代，应用于70年代，发展于80年代，推广与于90年代。安全气囊发明十多年以后，经过许多科研人员的努力，现代汽车安全气囊基本已经具为雏形。随后把这种想法或专利传人世界各国，到了1980年，德国开始实现了这个想法，并在汽车上安装了安全气囊。从此在美国的市场汽车上都出现了这样能保护乘员头部躯干和膝部作用的安全系统，即汽车安全气囊。到了90年代以后，安全气囊的安全性已经被大家普遍接受，并作为一种具有现代化和高档次的安全装置。1973年，美国通用汽车公司开始出售可供顾客使用的汽车安全气囊。在1981年，德国奔驰公司销售了3000辆配有安全气囊的汽车。随后出现一系列关于汽车安全气囊的法规和条例，这给安全气囊的发展和使用树立了一个重要的里程碑，之后各国许多汽车公司开始纷纷销售配有安全气囊的汽车，例如日本丰田、本田，美国福特、克莱斯勒，德国宝马，瑞典富豪等，在汽车上也出现了多个安全气囊。在这几十年的发展历程中，安全气囊也曾遭受过十分不利的局面，例如因气囊设计不合理而停止使用，因安全气囊误引爆问题，还被召回等问题。【2】
烟台汽车工程职业学院 (2009 )级专科生毕业设计(论文)文献综述 论文题目： 汽车安全气囊的发展与应用 系（部）： 车辆运用工程系 专业： 汽车检测与维修技术 班级：2009级汽车检测与维修六班 学号： 学生姓名： xx 指导教师： xx 报告时间： 2011年11月 使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年，美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性，几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。安全气囊的使用明显提高了汽车的被动安全性。在未来的几年当中，安全气囊仍然会在汽车安全设备中扮演重要的角色。
工程师们在寻找的能够对可能发生的事故和汽车驾驶者进行自动调整的主动安全系统的可能性，新型智能化安全气囊的开发对新技术提出了更高的要求。当前，安全气囊出现了两种发展趋势，美国和日本的汽车公司正在努力增大气囊尺寸来保护乘员。未来安全气囊的智能化发展，还包括集成了先进的传感器技术和信息处理系统，它们在事故发生的短暂时间内能够提供可靠的碰撞环境方面的信息。 一、国内安全气囊的发展现状 我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。在十多年的研究与发展过程中,国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础,其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中,系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作,对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。2000年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过200%的速度在增长，到2004年我国安全气囊市场总配套量接近400万套。目前，国内生产安全气囊企业有近20家，2004 年产量超过200万套，安全气囊的国产化率超过50%。到2007年，我国80%以上的安全气囊组件将实现本地化生产。 二、国外安全气囊的发展现状 安全气囊的雏形是美国人Jhon.W.Hetrick 发明的安全气垫。1960年，安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。60年代末,美国高速公路交通安全委员会（NHTSA）开始建议制定一个可选择的安全气囊法则,鼓励汽车厂商去发展安全气囊。70年代,美国通用、福特,德国奔驰，日本丰田等汽车公司以及美国MORTON 公司、TRW 公司、德国TEMIC 公司、ICT 研究院、日本DAICEL 公司、瑞典AUTOLIV 公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊,其中 1971年5月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。20世纪90年代后期,美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊,双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。
1绪论 1.1选题背景与意义 汽车已经成为人们日常生活不可缺少的代步交通工具，在汽车发达国家，旅客运输的60％以上，货物运输的50％以上由汽车来完成，汽车工业水平和家庭平均拥有汽车数量已经成为衡量一个国家工业发达程度的标志。进行汽车运动性能研究时．一般从操纵性、稳定性和乘坐舒适性等待性着手。但近年来．随着交通系统的日趋复杂，考虑了道路环境在内的汽车运动性能开始受到关注。因此，汽车运动控制系统的研究也显得尤为重要，在文中，首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统简化模型，确定期望的静态指针(稳态误差)和动态指针(超调量和上升时间)。然后对汽车运动控制系统进行设计分析。从而确定系统的最佳静态和动态指针。 2 论文基本原理分析 2.1.1汽车运动横向控制 （1）绝对位置的获得方法 汽车横向方向的控制使用GPS(全球定位系统)的绝对位置信息。GPS信息的精度与采样周期、时间滞后等有关。为提高GPS的数据精度和平滑数据．采用卡尔曼滤波对采样数据进行修正。GPS的采样周期为200ms相对应控制的周期采用50ms。另外考虑通信等的滞后、也需要进行补偿，采用航位推测法(dead reckoning)解决此问题。通过卡尔曼滤波和航位推测法推算出的值作为汽车的绝对位置使用来控制车速、横摆角速度等车辆的状态量。GPS 的数据通过卡尔曼滤波减少偏差、通过航位推测法进行误差和迟滞补偿．提高了位置数据推算的精度。 （2）前轮转角变化量的算出方法 这里对前轮目标转角变化量(?δ)的算出方法作简要说明，横方向控制采用预见控制，可以从现在汽车的状态预测经过时间t p秒后的汽车位置，由t p秒后的预测位置和目标路径
安全气囊的发展与应用 摘要：随着汽车技术的的进步和道路条件的改善，汽车行驶的速度是越来越快，车流量也越来越大，它带给我们的安全隐患也越来越严重，每年的交通事故都在递增。要想确保行车过程中的安全性，解决行车过程中的人员安全越来也受到了我们的重视。在汽车的装备安全气囊是现在的一种有效的解决方法，那它的发展与应用怎么样呢？本文就主要对汽车的安全气囊的发展与应用进行概述。 关键词：汽车安全气囊发展应用 第 1 页共 8 页
目录 引言 (6) 一、汽车安全气囊的发展 (6) 1.国内外安全气囊的发展 (6) 2. 国内外安全气囊的评价 (6) 3.汽车安全气囊的发展趋势 (7) 二、汽车安全气囊的结构与工作原理 (7) 1.汽车安全气囊的组成 (7) 2.汽车安全气囊的种类 (7) 3安全气囊的工作原理 (7) 三、汽车安全气囊的应用 (8) 1.安全气囊打开所需要的条件 (8) 2.安全气囊的安全性 (8) 3.安全气囊的使用和缺点 (9) 4.对现在安全气囊的改进 (9) 结论 (10) 参考文献 (11)
引言 近几年来，人们生活水平的不断提高，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。在人们都开始有了汽车，公路也不断完善，汽车在行驶过程中的速度越来越快，加上汽车技术的不断发展，车速，车流量都是一个问题，从而引发了安全的隐患，而这安全隐患如何能去预防？在人们对技术的发展，有了安全气囊，它可以保护人在汽车发生事故所引发的安全问题，而汽车安全气囊它在今天又如何的去发展和应用呢？ 一、汽车安全气囊的发展 （一）安全气囊国内外的发展 使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国，在1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。1953年，第一个气囊的专利就诞生了。但是由于那时技术的的限制，还不能把这种想法或专利进行实现，到了1980年的德国开始实现了这个设想并在汽车安装了安全气囊。从此在美国的市场汽车上都出现了这样的安全系统，随后又出现了一系列保护乘员头部躯干和膝部作用的安全气囊。在我国，对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪80 年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。 随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992 年，我过自行研制的FS-01 安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。 在十多年的研究与发展过程中, 国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础, 其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中, 系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作, 对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。2000 年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过200% 的速度在增长，到2004 年我国安全气囊市场总配套量接近400 万套。目前，国内生产安全气囊企业有近20 家，2004 年产量超过200 万套，安全气囊的国产化率超过50%，到 2 007 年，我国80% 以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前，我国安全气囊零部件ECU 、气体发生器、气袋、布料的国内采购率只有5% 左右，气囊组件配套还有很大的发展空间。 二、国内外对安全气囊的评价 尽管国内国外都对安全气囊的研究与发展都有一定的基础和规模，但是对含有安全气囊法规、撞车实验系统、安全气囊的设计、制造和测试等方面还是有待去加强，虽然国内外的安全气囊的研究到了技术要求，但还是有些不足，比如它的自主权，传感器、气体发生器和气囊的技术规范及检测还未达到一个令人满意的状态，因此我们安全气囊的业内人士还要付出巨大的努力！
第一章概述 1完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。 如图1-1 小车运动路线示意图 第二章硬件设计 2.1 主电路图 如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
图2-1小车循环控制的主电路原理 2.2 I/O地址分配 如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。 表2-1
2.3 I/O接线图 如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。 图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图 2.4 元件列表 如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。 表2-2
第三章软件设计 3.1 程序流程图 如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。 首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。
电动汽车控制系统设计设计
摘要 在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，利用无污染的绿色能源，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。 本课题以电动汽车他励电机控制器为例，以实现电动汽车的加、减速，起、制动等基本功能以及一些特殊情况下的处理。以开发出高可靠性、高性能指标、低成本并且具有自主知识产权的电动汽车电机驱动控制系统为目的。主要包括硬件电路板的设计，以及驱动系统的软件部分的仿真调试。 在驱动系统硬件设计中，这里主控制芯片采用ATMEL公司的ATmega64芯片。功率模块采用多MOSFET并联的方 37
式，有效的节约了成本。电源模块采用基于UC3842的开关电源电路。选用IR 公司的IR2110作为驱动芯片，高端输出驱动电流可到1．9A，低端输出驱动电流可到2.3A，能够提供7个MOSFET并联时驱动电流。对于电流检测模块，本文没有采用电流传感器或者是康铜丝,而是采用了一种基于MOSFET管压降的电流检测电路，这种方式即节约了成本也保证了检测精度。 驱动系统的软件设计中，主要实现的功能为：开关量的检测处理，故障检测，串口通讯，励磁、电枢控制，报警功能等。针对他励电机电动汽车的控制特性，提出了节能控制算法和最大转矩控制算法，用于提高电动汽车的续航里程和加速性能。 他励直流电动机驱动系统能够很 37
好的运行在电动汽车上，性能可靠、结构简 单，并且节约了成本，使电动汽车的性价比大大提高，有利于电动汽车的普及。 关键词：电动汽车，ATmega64，他励直流电机，PID模糊控制 37
汽车安全气囊的设计问题： 汽车正面碰撞是造成交通事故65％伤亡的原因。安全气囊就是为了在汽车正面碰撞过程中最大限度的保护驾驶员及前排乘客。当驾驶员及乘客戴安全带时，安全气囊对人的保护效果应该最佳。但对很多装有安全气囊轿车的交通事故调查发现，安全气囊每保护20人，就有1人不能受其保护而死亡，而且死亡的人一般身体较矮，如儿童与妇女。 对问题的分析与解答： 轿车是一个系统，安全气囊只是其中的子系统，该子系统简图如图8—2所示。汽车是气囊的超系统，碰撞物可能是另一辆汽车或其他物体。气囊装在气囊筒内，气囊简装在汽车方向盘前端。安装在汽车前端的传感器感受到汽车减速度信号，传给激发器并使气囊迅速膨胀并充满具有一定压力的气体，完全膨胀后，囊内压力要有所降低，气体的减振作用将保护 碰撞到气囊上的司机或乘客。 轿车安全气囊的功能是在汽车正面碰撞时保护司机与乘客，但目前的设计保护了身体高的司机与乘客，而有可能伤害身体矮的司机与乘客。其原因是身体矮的司机为了踩刹车及油门，身体较接近于方向盘，汽车碰撞时，气囊膨胀过程中，身体矮的司机可能碰上了气囊。膨胀过程中的气囊动能大，像是一个运动中的刚体，会伤害与其碰撞的司机。上身长、腿短的司机受伤害的可能性更大。妇女一般身体矮，儿童不仅身体矮而且经常不戴安全带，因此，容易受到伤害。 设安全气囊与司机和乘客组成一个系统。安全气囊目前的设计保护大部分司机与前排乘客，但有可能伤害身体矮的司机与乘客。该设计可用如下的物质——场模型描述：气囊S2在机械能FM的作用下迅速膨胀保护了司机与乘客S1．1，却伤害了司机与乘客S1．2。这说明，原设计存在技术冲突。 图中：FM指机械能；S1．1指身体较高的司机与乘客；S1．2指身体矮的司机与乘客；S2指气囊。 如果要进行创新设计，其标志是要彻底的克服现设计中存在的冲突，即新的安全气囊不仅要保护身体较高的司机与乘客，又要保护身体较矮的司机与乘客。改进设计后的最终模型应该如图8—4所示。