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汽车空气悬架计算机控制系统设计摘要由于在平顺性和车高控制上的诸多优点，越来越多的客车生产商已经开始使用电子控制空气悬架，通过控制弹簧刚度和减振器的阻尼来获得好的平顺性和操纵稳定性。
本文设计对汽车在制动、转向、加速、高速等工况下的空气弹簧刚度的调节来实现对悬架刚度的控制，在不同车速下对车高的调节以减少风阻。
通过介绍悬架的种类和特点，分析空气悬架当前发展状况，概述平顺性的研究内容，提出本文研究的主要内容和基本流程。
文中以简化的汽车1/4悬架模型为基础，通过分析刚度和系统频率对平顺性的影响，得出空气悬架的主要控制参数。
接着使用MATLAB/SIMULINK计算机仿真软件，模拟路面随机输入，仿真被动悬架及空气悬架的加速度变化，通过对比看出其优点。
MCS-96系列单片机在接口、抗干扰及运算速度方面的特点，使得其系列单片机在实现对悬架的控制方面有着较大的优势。
本文使用MCS-96系列单片机汇编语言编译控制程序，编写出各功能子系统程序段，以顺序执行指令模式运行，通过对各传感器的信号来判断行驶状况，从而输出对应的控制信号。
硬件使用80C196KC单片机。
关键字：空气弹簧电控悬架控制程序仿真单片机Air Suspension Control System DesignABSTRACTAs the car ride and the many advantages of high control, more and more bus manufacturers have begun using electronic control air suspension, by controlling the spring stiffness and damping shock absorbers to get a good ride comfort and handling stability.In this paper, we design to adjust the air spring stiffness to achieve the control of the suspension stiffness in the braking, steering, acceleration, speed and other working conditions. By adjusting the stiffness of the spring and shock absorber damping to reduce the wind resistance in high-speed condition. By introducing the suspension of the type and characteristics of the current development of air suspension, ride comfort of an overview of the contents of this paper presented the main content and basic processes. By simplifying the car 1 / 4 suspension model, analyzing the stiffness and system frequency on the Ride, come to the main control parameters of air suspension. Then use the MATLAB / SIMULINK simulation software to simulate the random road input, simulation passive suspension and air suspension, acceleration changes, by comparing to see its advantages.As the MCS-96 series MCU interface, interference, and the characteristics of computing speed, makes the MCS-96 family of single chip to achieve the control of the suspension has a big advantage. This article uses the MCS-96 Microcontroller assembly language compiler control procedures, the preparation of the segment of each functional subsystem, to order the implementation of instruction mode, the signal on each sensor to determine the operating conditions, and thus the corresponding output control signals. Use 80C196KC MCU.Keywords: air spring; ECAS; control procedures; SIMULINK; MCU目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1 悬架概述 (1)1.2 悬架的分类 (1)1.3 主动悬架 (2)1.4 空气悬架发展与现状 (2)1.5 平顺性理论概述 (3)1.6 本文的主要内容 (4)2 空气悬架的工作原理及功能 (5)2.1 空气悬架工作原理 (5)2.2 空气悬架功能 (5)3 空气悬架系统 (7)3.1 空气悬架主要元件结构 (7)3.2 空气悬架输入输出部件 (7)3.3 空气悬架的具体工作方式 (13)4 空气悬架数学模型 (14)4.1 垂直刚度设计计算： (14)4.2 空气弹簧系统频率的计算 (14)4.3 单质量系统的自由振动 (15)5 系统控制流程 (16)5.1 总控制流程图 (16)5.2 各子系统流程图 (17)6 系统仿真计算 (24)6.1 MATLAB软件介绍 (24)6.2 路面激励谱 (25)6.3 SIMULINK计算仿真 (26)7 汇编程序设计 (30)7.1 MCS-96系列单片机的特点 (30)7.2 汇编语言程序工作原理 (30)7.3 硬件图 (32)本文总结 (35)参考文献 (36)注释 (37)附录 (38)谢辞 (45)1 绪论1.1 悬架概述悬架是汽车的重要组成部分，它把车体与车轴弹性地连接起来，并承受作用在车轮和车体之间的作用力，缓冲来自不平路面给车体传递的冲击载荷，衰减各种动载荷引起的车体振动。
浅析汽车空气悬架技术特征摘要：伴随公路建设工程的发展，越来越多的人选择汽车用作交通工具。
设计汽车结构时，出于保障其优良的抗震性及提高行驶的平稳性，一般会在车轮与车身之间装置悬架结构，以此起到对车身和车轮之间力的缓冲作用。
而本文通过介绍空气悬架结构，简要分析其概念、作用等要素，以此希望能够为车辆工程有关技术从业人员予以技术参考，提供指导建议。
关键词：空气悬架；汽车；技术特征引言：汽车悬架在不断的发展过程中，由传统的金属螺旋弹簧变为空气弹簧。
空气弹簧的有效应用，是悬架结构的真实体现，并且在空气悬架的实际应用过程中能够保证车身与车轮之间不会产生较大的摩擦，由此提供一定的缓冲效果。
空气悬架在应用过程中也可以根据实际情况合理的调节悬架的高度，加之控制系统当中的空气泵设备，能够直观调控空气量以及出现的相应压力，在弹性系数上空气弹簧相比金属弹簧的优势更加明显，而且因为能够调节空气悬架的结构高度，所以能够升降汽车底盘，让其更好地满足驾驶人员的实际需求。
一、空气悬架概述（一）基本概念汽车悬架，指的是车辆车身与车轮两者之间传力连接装置。
因为在车辆实际行驶期间，会由于车辆自身的重力，向前行驶的动力以及摩擦力等各个方向力的产生，由此使得路面与车轮和车体之间产生支撑力以及侧向力等。
而这些力，在汽车的实际运行过程中，更多的会集中在车轮上。
为了保证汽车的平稳形式，车轮上方的力会通过传动装置作用于车身，由此车身可以借助彼此之间的作用力不断的前进。
保障乘坐人员在车辆行驶过程中的舒适度，从道路路面传导的作用同时连贯性、稳定性的，至于汽车悬架则为两者之间进行传导的一种结构[1]。
不仅能将作用力稳定传导，还能在一定程度上缓冲路面力量，被视作评价结构性能优良与否的标准。
现阶段，该系统主要被应用在客用汽车与小汽车。
其作为振动弹簧系统，有效的应用空气弹簧这一装置，其中的大部分都具备调整高度的功能，利用空气泵实现对空气弹簧的压力、空气量的调节，同时转变其刚度与硬度。
文/江苏 高惠民车载视觉感知预瞄下的主动悬架随着家用汽车的普及率逐年提高，人们由最初的追求家用汽车较好的基本性能指标(动力性、安全性和经济性等)以及提供的方便与快捷，逐步上升到追求家用汽车自身优良的行驶性能和运动特性(舒适性、平顺性和操稳性)。
与此同时，由国内外车辆研究机构的相关报告和汽车公司研发和生产的一些新型车辆可知，先进的车辆悬架系统(主动悬架、半主动悬架等)可以有效改善车辆各项行驶性能，是车辆底盘智能化发展的一个重要方向。
一、悬架系统的组成和功能车辆悬架系统是车身(簧载质量m s )和车轮(非簧载质量m t )之间传递一切力和力矩的连接装置的总称，它用于连接车体与车轮，能够将路面对于车轮的垂向作用力、纵向作用力和侧向作用力以及这些作用力传递到车身，缓冲和衰减行驶中产生的车身振动与冲击，以保证车辆能平顺的行驶。
虽然汽车悬架都拥有各种不完全相同的结构形式，但一般都由弹性元件、减振器和导向机构这三大部分构成。
弹性元件主要有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧、油气弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代车辆悬架系统中采用较多的是螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车会应用空气弹簧。
车辆行驶中，悬架系统中的弹性元件受到冲击产生振动，为了衰减振动，在悬架系统中安装与弹性元件并联的减振器。
液力减振器是汽车悬架系统中采用较多的减振器类型，其工作原理是车轮(或车桥)与车身(或车架)间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞相应的做上下移动，减振器腔内的液压油液不停的从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔中。
此时孔壁与液压油液之间的摩擦和液压油液分子之间的内摩擦对振动形成阻尼力，使车辆振动产生的能量转换成油液热能，最后经减振器外壳吸收，随之散发到大气中。
高惠民(本刊编委会委员)曾任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监，江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员，高级技师。
车轮相对于车身(或车架)跳动时，车轮(尤其指转向轮)的运动轨迹要符合一定的规律或要求，否则车辆的操作稳定性和其他行驶性能会受到影响。
空气悬架分类1. 引言空气悬架是一种汽车悬挂系统，通过利用气体来提供悬挂支撑和调节车身高度。
它可以根据车辆的行驶状态和道路状况来调整悬挂高度，从而提供更好的驾驶舒适性和稳定性。
本文将介绍空气悬架的分类以及各种分类的特点和应用。
2. 分类根据悬挂系统的结构和工作原理，空气悬架可以分为以下几种类型：2.1 无独立气室悬架无独立气室悬架是最简单的空气悬架系统，它将气体储存在一个共用的气室中，通过压缩空气的方式来提供悬挂支撑。
这种悬架系统常见于商用车辆和一些经济型乘用车中。
它的优点是结构简单、成本低廉，但由于气室共用，无法对每个车轮独立进行调节。
2.2 独立气室悬架独立气室悬架是一种将气体储存在各自独立的气室中的悬架系统。
每个车轮都有一个独立的气室，可以根据需要进行独立调节。
这种悬架系统常见于高级乘用车和豪华车中，它可以根据车辆的行驶状态和道路状况来自动调整悬挂高度，提供更好的驾驶舒适性和稳定性。
2.3 主动悬架主动悬架是一种根据车辆的运动状态和驾驶者的需求主动调节悬挂特性的悬架系统。
它通过传感器感知车辆的加速度、转向角度和制动情况等信息，然后通过控制阀门来调节气室的气压和气体流动，从而实现对悬挂特性的调节。
主动悬架可以根据不同的驾驶模式和路况，提供不同的悬挂硬度和高度，以满足驾驶者的需求。
2.4 半主动悬架半主动悬架是一种介于无独立气室悬架和主动悬架之间的悬架系统。
它通过使用可调节的阻尼器和控制阀门来改变悬挂特性，但没有主动调节气室的能力。
半主动悬架可以根据驾驶者的需求和路况来调节悬挂硬度，提供更好的悬挂性能和驾驶舒适性。
3. 特点和应用不同类型的空气悬架具有各自的特点和应用范围：3.1 无独立气室悬架无独立气室悬架具有结构简单、成本低廉的特点，适用于商用车辆和经济型乘用车。
它可以提供一定的悬挂支撑，但无法对每个车轮独立进行调节。
这种悬架系统适用于道路状况相对平坦的城市道路和高速公路。
3.2 独立气室悬架独立气室悬架可以对每个车轮独立进行调节，提供更好的悬挂支撑和舒适性。
