当前位置：文档之家 › 第7章驱动控制

第7章驱动控制

  • 格式：ppt
  • 大小：417.50 KB
  • 文档页数：32

下载文档原格式

  / 32

合集下载

直流电机驱动控制

直流电机驱动控制

要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如， 如下图所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经 Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电 流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极 管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机 按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。
图6－1 降压直流斩波器原理
第7章U 动力驱动及其计算机控制 uo
R
_
uo
E
toff
ua ton
O
T
t
6
设一个工作周期为T，在ton时间内，晶闸管导通，负载与 电源接通。在toff时间内，斩波器断开，负载依靠续流二极管VD 续流，以保持负载电流的连续性。就这样依靠电动机电枢自身
的滤波作用，在负载两端得到经过斩波的直流电压。其平均电
所谓脉宽调制，就是使功率晶体管工作于开关状 态，开关频率恒定，用改变开关导通时间的方法来调 整晶体管的输出，使电机两端得到宽度随时间变化的 电压脉冲。当开关在单周期内的导通时间随时间发生 连续变化时，电机电枢得到的电压平均值也随时间连 续发生变化，而由于内部的续流电路和电枢电感的滤 波作用，电枢上的电流则连续改变，从而达到调节电 机转速的目的。
在直流电机的伺服驱动控制中，通常采用全控型 的驱动元件，如大功率晶体管、MOSFET、IGBT等。 与晶闸管之类的半控元件相比，这些元件具有驱动电 路简单、开关频率高、体积小等优点，随着功率的增 加其价格也非常昂贵。但在伺服驱动中，通常功率较 小，因此价格因素并不影响对这些全控元件的选用。
在伺服驱动中，最常用的控制方式为调压调速控 制方式。在这种控制方式中，当负载一定时，电机的 转速与电枢电压成线性关系，这种关系决定了直流电 机具有优良的控制性能。根据他励直流电机原理，电 机运行的决定因素是电枢电流。电枢电流与电机驱动 转矩成正比，因此，只要控制电机的电枢电流，就能 对电机的驱动转矩进行控制，进而控制机电传动系统 的动态响应过程。

数控机床的伺服系统

数控机床的伺服系统

第七章 数控机床的伺服系统
但直流电机有电刷，限制了转速的提高，而且结构复杂， 价格也高。进入80年代后，由于交流电机调速技术的突破，交 流伺服驱动系统进入电气传动调速控制的各个领域。交流伺服 电机，转子惯量比直流电机小，动态响应好。而且容易维修， 制造简单，适合于在较恶劣环境中使用，易于向大容量、高速 度方向发展，其性能更加优异，已达到或超过直流伺服系统， 交流伺服电机已在数控机床中得到广泛应用。
第七章 数控机床的伺服系统
进给伺服系统的作用：接受数控装臵发出的进给速度和位 移指令信号，由伺服驱动装臵作一定的转换和放大后，经伺服 电机（直流、交流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动机 构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。 数控机床的进给伺服系统能根据指令信号精确地控制执行 部件的运动速度与位臵，以及几个执行部件按一定规律运动所 合成的运动轨迹。如果把数控装臵比作数控机床的“大脑”， 是发布“命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控机床的 “四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不折不扣的跟随 者。
第七章 数控机床的伺服系统
二、步进电机工作原理
步进电机伺服系统是典型的开环控制系统，在此系统中， 步进电机受驱动线路控制，将进给脉冲序列转换成为具有一 定方向、大小和速度的机械转角位移，并通过齿轮和丝杠带 动工作台移动。进给脉冲的频率代表了驱动速度，脉冲的数 量代表了位移量，而运动方向是由步进电机的各相通电顺序 来决定，并且保持电机各相通电状态就能使电机自锁。但由 于该系统没有反馈检测环节，其精度主要由步进电机来决定， 速度也受到步进电机性能的限制。
第七章 数控机床的伺服系统
直线电动机的实质是把旋转电动机沿径向剖开，然后拉直 演变而成，利用电磁作用原理，将电能直接转换成直线运动动 能的一种推力装臵，是一种较为理想的驱动装臵。在机床进给 系统中，采用直线电动机直接驱动与旋转电动机的最大区别是 取消了从电动机到工作台之间的机械传动环节，把机床进给传 动链的长度缩短为零。正由于这种传动方式，带来了旋转电动 机驱动方式无法达到的性能指标和优点。由于直线电动机在机 床中的应用目前还处于初级阶段，还有待进一步研究和改进。 随着各相关配套技术的发展和直线电动机制造工艺的完善，相 信用直线电动机作进给驱动的机床会得到广泛应用。

第7章 驱动程序的安装

第7章 驱动程序的安装

第7章驱动程序7.1 驱动程序概述本章主要介绍驱动程序基本概念、分类、安装、升级、备份、卸载等方面知识。

以打印机驱动程序为例详细介绍了驱动程序相关操作。

7.1.1 什么是驱动程序驱动程序，英文名为“Device Driver”，全称为“设备驱动程序”，是一段能让计算机与各种硬件设备通讯的程序代码。

它是一种特殊的程序，首先其作用是将硬件本身的功能传递给操作系统，接下来的主要功能就是完成硬件设备电子信号与操作系统及软件的高级编程语言之间的互相翻译。

当操作系统需要使用某个硬件时，比如：让声卡播放音乐，它会先发送相应指令到声卡驱动程序，声卡驱动程序接收到后，马上将其翻译成声卡才能听懂的电子信号命令，从而让声卡播放音乐。

简单的说驱动程序提供了硬件到操作系统的一个接口以及协调二者之间的关系，而因为驱动程序有如此重要的作用，所以驱动程序也被形象的称为“硬件和系统之间的桥梁”。

驱动程序也有多种模式，比较成熟的是微软公司的Windows32驱动模式，无论使用的是Windows 9X系列，还是Windows XP/2000操作系统，同样的硬件只需安装其相应的驱动程序就可以用了。

常常见到FOR 9X或者NT/2000等的驱动程序，是由于这两种操作系统的内核不一样，需要针对Windows不同版本进行修改。

而不需要根据不同操作系统重新编写驱动程序，这就给厂家和用户带来了极大的方便。

有时候在找到某个型号硬件的驱动程序之后，会出现VXD，WDM两种驱动程序。

其中VXD驱动程序是一款虚拟驱动程序，类似于DOS下的驱动程序，如果使用的是WINDOWS 9X系统，使用VXD驱动程序会发挥出硬件的最佳性能；而WDM驱动程序则支持更多的新设备，可以曾强系统性能和稳定性，在Windows XP/2000操作系统中只支持WDM驱动程序。

操作系统通过驱动程序控制计算机的硬件设备，计算机的每一个硬件都离不开驱动程序。

不过在使用计算机的过程中发现：“并不是每一个硬件都需要驱动程序才能工作的，例如CPU和硬盘就从来没有安装过驱动程序。

数控技术 第七章 数控机床的进给伺服系统

数控技术 第七章 数控机床的进给伺服系统

三 步进电动机的基本控制方法
（2） 双电压功率放大电路 优点：功耗低，改善了脉冲 优点：功耗低， 前沿。 前沿。 缺点：高低压衔接处电流波 缺点： 形呈凹形， 形呈凹形，使步进电机 输出转矩降低， 输出转矩降低，适用于 大功率和高频工作的步 进电机。 进电机。
三 步进电动机的基本控制方法
（3） 斩波恒流功放电路 优点： 优点：1）R3较小（小 R3较小（ 较小 于兆欧） 于兆欧）使整个 系统功耗下降， 系统功耗下降， 效率提高。 效率提高。 2）主回路不串 电阻， 电阻，电流上升 快，即反应快。 即反应快。 3）由于取样绕 组的反馈作用， 组的反馈作用， 绕组电流可以恒定在确定的数值上， 绕组电流可以恒定在确定的数值上，从而保证在很大频率范 围内，步进电机能输出恒定的转矩。 围内，步进电机能输出恒定的转矩。
二 数控机床对伺服系统的基本要求
1 高精度 一般要求定位精度为0.01~0.001mm； ； 一般要求定位精度为 高档设备的定位精度要求达到0.1um以上。 以上。 高档设备的定位精度要求达到 以上 2 快速响应 3 调速范围宽 调速范围指的是 max/nmin 。 调速范围宽:调速范围指的是 调速范围指的是:n 进给伺服系统:一般要求 进给伺服系统 一般要求0~30m/min，有的已达到 一般要求 ，有的已达到240m/min 主轴伺服系统:要求 主轴伺服系统 要求1:100~1:1000恒转矩调速 要求 恒转矩调速 1:10以上的恒功率调速 以上的恒功率调速
一 直流伺服电动机调速原理
7-30 直流电动机的机械特性
二 直流电动机的PWM调速原理 直流电动机的 调速原理
7-24 脉宽调制示意图 脉宽调制示意图
Ud =
τ
T
U = δ T U δ T 称为导通率

电力电子技术第7章 脉宽调(PWM)技术

电力电子技术第7章 脉宽调(PWM)技术
17
17-82
7.2.1 计算法和调制法
一般在输出电压半周期内，器件通、断各2k次， 考虑到PWM波四分之一周期对称，k个开关时 刻可控，除用一个自由度控制基波幅值外，可 消去k－1个频率的特定谐波。 k的取值越大，开关时刻的计算越复杂。 除计算法和调制法外，还有跟踪控制方法，在
7.3节介绍。
18
• 第5、6章已涉及到PWM控制：第5章直流斩波 电路采用的就 PWM 技术；第 6 章的 6.1 斩控式 调压电路和6.4矩阵式变频电路都涉及到了。
2
2-82
第七章 PWM控制技术• 引言
• PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实
现PWM控制变得十分容易。
• PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大 提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的
在ur的半个周期内，三角波 载波不再是单极性，而是有 正有负，所得PWM波也有正 有负，其幅值只有±Ud两种 电平。 ur正负半周，对各开关器件 的控制规律相同。
N fc 9 fr
Vcm Vrm
vc
2p
0
wt
vr
v ab
VD
p
2
0
3p 2
2p
p
2
wt
VD
d1
d2
图7-6 双极性PWM控制方式波形23
24-82
7.2.1 计算法和调制法
u O uo uof uc ur
u ur uc
wt
O
wt
uo Ud O -Ud
uo Ud
u of
uo
wt
O
-Ud
wt
图7-5 单极性PWM控制方式波形

第7章 PWM控制技术

第7章 PWM控制技术

2/60
7.1 PWM控制的基本原理 控制的基本原理
■面积等效原理 控制技术的重要理论基础. ◆是PWM控制技术的重要理论基础. 控制技术的重要理论基础 原理内容:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时 而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时, ◆原理内容:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其 效果基本相同. 效果基本相同. 冲量即指窄脉冲的面积. 冲量即指窄脉冲的面积. 效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同. 效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同. 如果把各输出波形用傅里叶变换分析,则其低频段非常接近, 如果把各输出波形用傅里叶变换分析,则其低频段非常接近,仅在高 频段略有差异. 频段略有差异. ◆实例 将图7-1a,b,c,d所示的脉冲作为输入,加在图 所示的脉冲作为输入, 所示的R-L电路上, 电路上 将图 , , , 所示的脉冲作为输入 加在图7-2a所示的 所示的 电路 设其电流i(t)为电路的输出 为电路的输出, 给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形 设其电流 为电路的输出,图7-2b给出了不同窄脉冲时 的响应波形. 给出了不同窄脉冲时 的响应波形.
u O uo Ud O -Ud
单相桥式PWM逆变电路 图7-4 单相桥式 逆变电路 uc ur
ωt
uo uof
ωt
单极性PWM控制方式波形 图7-5 单极性 控制方式波形 8/60
7.2.1 计算法和调制法
◆双极性PWM控制方式 双极性 控制方式 在调制信号u 和载波信号u 在调制信号 r和载波信号 c的交点 时刻控制各开关器件的通断. 时刻控制各开关器件的通断. 的半个周期内, 在ur的半个周期内,三角波载波有 正有负,所得的PWM波也是有正有负, 波也是有正有负, 正有负,所得的 波也是有正有负 的一个周期内,输出的PWM波只 在ur的一个周期内,输出的 波只 两种电平. 有±Ud两种电平. 的正负半周, 在ur的正负半周,对各开关器件的 控制规律相同. 控制规律相同. √当ur>uc时,V1和V4导通,V2和V3 导通, 当 ωt 关断,这时如i , 关断,这时如 o>0,则V1和V4通,如 io<0,则VD1和VD4通,不管哪种情况都 , 是uo=Ud. √当ur<uc时,V2和V3导通,V1和V4 导通, 当 关断,这时如i , 和 通 ω t 关断,这时如 o<0,则V2和V3通,如 io>0,则VD2和VD3通,不管哪种情况都 , 是uo=-Ud.

民用飞机自动飞行控制系统：第7章 主动控制技术

• 要求上述这些操纵面有较好的动态响应特性。 • 为了减缓飞机上局部位置的阵风法向过载，还可
以在指定的位置上安装特殊的操纵面
采用的控制方法：
（1）开环控制方法
NB-52CVV所采用的开环补偿方法。该系统利用 法向加速度计，测量法向过载，并通过洗出网络 与低通滤波器，分别驱动左右水平鸭翼偏转，产 生一定的直接升力，克服垂直阵风影响。
（4）这种操纵使飞机转动运动与平移运动强烈 耦合，从而使飞机快速跟踪轨迹的能力降低了。
• 直接力控制：通过附加操纵面的控制，不产生 力矩，直接产生升力或侧力。
克服上述缺点； （1）增大了改善飞行特性的可能性，可以实
现力与力矩的解耦； （2）可用于改善飞机的时间响应特性； 2．分类：
直接升力，直接侧力及直接阻力或推力控制。 为了产生直接力，单凭一个操纵面是无法实 现的（除非这个操纵面所产生的空气动力正 好作用于重心），需要配置其它辅助操纵面。
其中洗出网络的作用是消除定常的过载信号， 从而保证不至于阻挠正常的机动。
（2）闭环控制方案
波音公司在小型民用客机DHC-6上进行了乘 座品质控制系统的研究。应用对称副翼偏转和 升降舵以及扰流片实现了垂直阵风减缓控制。
为了使乘座品质控制系统与人工操纵兼容使用 各操纵面：
该飞机的原有操纵面进行分割，提供部分但 足够的权限用于阵风减缓系统；副翼分割出40 ％的翼面用于阵风减缓控制；升降舵提供了20 ％的翼面；扰流片仅用于进场着陆，从基本位 置开始动作，增强副翼产生的直接升力，实现 着陆过程中的乘座品质控制。
例如，飞机进场着陆通过升降舵控制航迹上 升时，就会产生一种下沉航迹,这对安全着陆 是不利的，
特别是当飞机受到顺风作用时，由于气流速 度的减少,升力受到损失，导致下沉速度，在 这种情况下，升降舵拉升作用所产生Байду номын сангаас反向升 力的不利作用，就更为明显，这将使下沉速度 进一步增大。

精品文档-机电传动控制(马如宏)-第7章


第7章 机电传动控制系统
通常这种系统的输出量是工作机械中执行机构的速度或位 移，当电动机与工作机械刚性连接时，它们分别对应于电动机 转子的转速和转角。根据工作机械的需要，在一些系统中除了 控制输出量以外，可能还需要控制系统内部的其他变量，如直 流电动机的电枢电流或交流电动机的定子电流、变流器电压或
(7-3)
s ned 100% n0 ned 100%
n0
n0
显然，机械特性硬度越大，Δned越小， 静差率就越小，
第7章 机电传动控制系统
图 7-4 不同转速下的静差率
第7章 机电传动控制系统
然而静差率和机械特性硬度又是有区别的。两条相互平行 的直线性机械特性的静差率是不同的。对于图7-4中的线1和线 2，它们有相同的转速降落Δned1=Δned2 ，但由于n02 <n01，因 此s2>s1。这表明，在相同机械特性硬度条件下，低速时静差率 较大，转速的相对稳定性较差。转速n在1000 r／min时降落10 r／min，只占1％; n在100 r／min时也降落10 r／min, 就 占10％; 若n0只有10 r／min，再降落10 r／min， 则电动机 将停转，
的，以满足生产工艺和过程的要求，并达到最优的技术经济指 标的控制系统， 是整个生产设备中的重要组成部分之一。它 的性能和质量将在很大程度上影响到产品的质量、产量、生产
第7章 机电传动控制系统
机电传动控制系统是以电动机为控制对象，对生产机械按 工艺要求进行控制的系统。机电传动控制系统从硬件上可以包 括电动机、控制电器、检测元件、功率半导体器件和微电子器 件等，还可能包含微型计算机。一个大型的机电传动控制系统 可能需要控制多台电动机，往往采用多层微型计算机进行控制。

STEP伺服驱动器说明书第七章


正常
异常
说明：正常情况下显示“bb”，表示进入伺服等待状态，此时电机未通电。 当伺服控制器出现异常状况则开机显示故障代码，不同的故障状况对应不 同的故障代码。当相应的故障清除后，需重新上电才能清除故障代码显示 状态。故障代码参见第八章。
在状态显示模式下，显示代码的含义详细描述如下：
ON
(
)
1(
)
(
Un004 电气角
r/min r/min
％ 脉冲
度
显示电机的实际转速。 速度控制时，显示速度指令值或内部设定速度。 脉冲串输入控制时显示呈 0。 电流回路指令值作为额定转矩的 100%实现。 将电机原点的脉冲数按编码器分辨率单位显示 （4 倍速换算）。 7 Un008 Un009 Un00A Un00B Un00C Un00D Un00E
DATA/SHIFT 键
UP 键 DOWN 键
功能 五组七段显示器用于显示监控值，参数值及设定值。 控制电源接通显示。 主回路电源接通显示。 进入参数模式或脱离参数模式及设定模式。 键参数模式下可改变群组码。设定模式下闪烁字符，左移可 用于修正较高之设定字符值。存设定值。 变更监控码，参数码或设定值。 变更监控码，参数码或设定值。
)
ON
(
)
(
)
(
)
基本封锁，伺服等待状态（电机未通电） 伺服正在运行中 正转禁止（正转侧超程）状态 反转禁止（反转侧超程）状态 故障代码显示
7.4、监视模式说明（Un参数）
4B
U 参数 监控内容
单位 说明
Un000 Un001
实际的电机速度 输入的速度指令
Un002 内部转矩指令
Un003 自原点的脉冲数
故障报警记录的查阅步骤如下：

机器人学第7章机器人控制


机器人的位置控制主要有直角坐标和关节坐标两种控制方式。
直角坐标位置控制：是对机器人末端执行器坐标在参考坐标中的位置和姿态 的控制。通常其空间位置主要由腰关节、肩关节和肘关节确定，而姿态（方 向）由腕关节的两个或三个自由度确定。通过解逆运动方程，求出对应直角 坐标位姿的各关节位移量，然后驱动伺服结构使末端执行器到达指定的目标 位置和姿态。
f xdkvekpe
可以通过适当选择kp和kv的值， 很容易地确定系统对于误差的抑制 特性，当kv2=4kp时，这个二阶系统 处于临界阻尼状态，没有超调。下 图所示的是控制只有一个自由度的 单位质量系统轨迹跟踪位置控制器 框图：
将上述控制规律与无阻尼、无刚 度的单位质量系统运动方程式联立 得到系统运动的误差方程为：
• 应该指出的是目前通用工业机器人位置控制是基于运动学的控制而非动力学 控制。只适用于运动速度和加速度较小的应用场所。对于快速运动，负载变 化大和要求力控的机器人还必须考虑其动力学行为。
关节坐标位置控制：直接输入关节位移给定值，控制伺服机构。
7.4 二阶线性系统控制规律的分解
机器人系统可以简化为一个带 有驱动器的质量-弹簧-阻尼系 统，系统运动方程为：
分三个层次：人工智能级、控制模式级、伺服系统级
1）人工智能级
完成从机器人工作任务的语言描述 生成X(t)；
仍处于研究阶段。
2）控制模式级
建立X(t) T(t)之间的双向关系。
X (t) (t) C (t) T (t)
T ( t ) C ( t ) ( t )
X ( t )
电机模型 传动模型 关节动力学模型 机器人模型
制。它由6块6503CPU为核心的单 板机组成，它与B接口板、手臂信 号板插在J-Bus总线上。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
(4)爬行转矩的驱动控制。 (5)自适应反馈增益。 (6)总体控制策略。 (7)驱动控制的性能。 7.3.2采用制动方式的驱动控制 l.ASR系统建模 (1)发动机模型。研究ASR制动方式,并不涉 及发动机的控制问题,因而可把发动机当作 一个固定特性的动力装置。最常用的方法就 是根据发动机的试验数据,采用多项式拟合 发动机的稳态转矩与转速之间的关系曲线。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
2．Lexus ASR控制
Crown ASR采用节气门与制动组合控制方式，比其 中任意一个单独使用的效果更好。但Crown ASR的 制动系统仅有一个制动通道，两个驱动轮仅能同时 控制。故在非对称路面，不能充分利用路面的附着 系数，使车辆的加速性能与方向稳定性达到极限状 态。为了更进一步提高车辆加速性和方向稳定性， 必须把两驱动轮的滑转率同时控制在较小的范围， 如图2右侧的阴影区。为此，Lexus Ls400型轿车在 Crown的基础上，把两轮同时控制改为单轮独立控 制，原理如见图36。在非对称路面，只要制动低μ 侧的车轮就可以取得与限滑差速器(Limited Slip Differential，LSD)相同的效果，于是在高μ侧的 车轮可以有效地发挥它的驱动力。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
因而制动器发热严重,影响它的使用寿命, 不利于提高汽车的经济性。 而采用发动机转矩控制,除了响应速度比制 动方式较慢以外,另一个本质问题是在非 对称附着系数路面不能实现最佳驱动控 制,其效能和ABS控制系统低选的情形相 似。所以为了实现驱动力最佳控制,即最 大限度地提高汽车的经济性、动力性、 方向稳定性及可操纵性,目前正在朝着发 动机转矩、车轮制动两者组合控制的方 向发展。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
ABS是防止制动过程中车轮被抱死,保持方向稳 定性、操纵性并缩短制动距离的装置。而驱 动控制装置(Anti-Skidding Restraint， Traction Control,Acceleration Slip Regulation,简称ASR或TRC)的作用是防止汽 车在加速、起步过程中的滑转,特别防止汽 车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转, 是保持方向稳定性、操纵性和最佳驱动力的 装置。可以说在利用μ-λ曲线的性质,并把 滑转/移率控制在某一范围,这两者是一致的。 ABS控制的是车轮的滑移率,而ASR控制是车 轮的滑转率。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
1．Crown ASR控制系统
Toyota Crown采用发动机转矩和制动组合的 ASR(TRC)控制系统的如图28。用于驱动控制的制 动液压回路如图29。ASR控制和ABS控制采用同一 液压系统，从ABS模式切换到ASR模式由控制阀实 现，左右两驱动机采用非独立控制方式。 控制逻辑如表2 采用发动机节气门与制动组合控制方式，加快了 驱动控制的响应速度和调节能力，驱动控制的效 果如图31。在压实的雪地上进行方向行驶稳定性 试验结果如图32，在S形弯道的可操纵性试验如 图33。表明节气门与制动器组合的ASR驱动控制 系统，能够更有效地改善车辆在低附着系数路面 行驶的方向稳定性、可操纵性和加速性能。
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
2.
节气门调节方式
采用喷油中断和延迟点火方法使发动机 噪声大,运转不平稳。 因此,目前更广泛采用的是节气门调节方 式, 在这种ASR系统中,汽车各电控系统 的ECU(发动机和传动系ECU、驱动控制 ASR-ECU以及防抱死制动ABS-ECU)之间也 需耍相互传输信息。如轮速传感器的信 号由ABS-ECU可输人到ASR-ECU,节气门的 位置传感信号和发动机速度信号也可通 过发动机和传动系的ECU输人到ASR-ECU。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
7.3 ASR的控制方法
7.3.1发动机转矩调节方式 l.控制燃油喷射和点火时间 对ASR非常重要的输人信息是车轮的旋转 速度(驱动轮和被动轮)。当采用燃油喷 射和点火时间调节发动机转矩方式时， ABS/ASR-ECU和发动机的ECU可相互传递 信息。由被动轮和驱动轮的转速可计算 出驱动轮的滑转率为:
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
7.2 ASR的原理
众所周知,作用在车轮上的驱动力和侧向力 是依赖于摩擦的存在,其合力不会超出摩擦 圆。亦即驱动力和侧向力是相互制约的,若 驱动力增大,侧向力就必然减小。若驱动轮 发生滑转时,驱动力和侧向力就处在A区,相 应的侧向力很小。此时易使使车轮发生侧滑。 为了防止侧滑,就必须适当降低驱动力,提高 抵抗侧滑的能力。ASR和ABS都是为了增加汽 车抗侧滑能力的装置,但ASR不是把车轮的滑 转率控制在μ-λ曲线的峰值点,只是减小驱 动力,提高侧向力的极限能力,在这一点与 ABS也是不同的。
λe λlim为驱动轮期望滑转率和滑转率门限值。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
3.性能试验
在混合模拟系统上进行试验, 在分离附 着系数路面起步6s后,驱动控制系统使车 速达到8.6924m/s,而不加驱动控制车速 仅为6.7702m/s,可见改善驱动性能的效 果明显，见图24、图25、图26、图27。 7.3.3组合控制 从上述的分析可知,采用制动方式响应速度 快。但这种控制方式要把发动机多输出 的功率以热的形式在制动器上消耗掉。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
ASR系统的节气门总成由主、副节气门组 成,主节气门由驾驶员通过加速踏板控制, 在主节气门的上流的副节气门通常由机 械回位弹簧维持在最大开度。进人ASR工 作模式,副节气门的开度由一步进电机控 制。由于把副节气门从全开位置驱动到 全闭位置要花一定的时间(约为200ms), 所以用节气门调节发动机的输出转矩时 滞大,响应也较慢。 (1)控制算法 (2)初始角αi的自适应控制。 (3)阶跃关闭节气门开度。
汽车电子控制技术
DR DN DR
重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
设驱动轮的期望滑转率为λe,则发动机转矩控 制的依据为∶ λ> λe 减小发动机转矩 λ< λe 增加发动机转矩 减小发动机转矩输出的最简单方法是按一定的顺 序停止向气缸喷射燃油,也可中断对某一缸的 点火。但中断点火会把没有燃烧的燃油排出气 缸,降低了燃料经济性并加剧了对空气的污染。 供油中断法和点火延迟控制组合起来,可获得更 好的效果。但相应的发动机管理系统应满足以 下条件：
汽车电子制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
Toyota Crown的电控装置如图34。中央处理 单元是8位单片机，具有12kb ROM、384字节 RAM、16位可编程定时器和高速I／O中断控制 器，时钟频率12MHz。 ASR—ECU的输入信号来自ABS—ECU，发动机控 制ECU及几个选择控制开关。根据输入信息， ASR—ECU通过精确计算后输出控制指令，控制 制动器与节气门的工作状态，并通过指示灯显 示当前工作情况。一但ASR—ECU检测到任何故 障，ASR—ECU立即关闭它的工作，车辆按常规 方式行驶，检测出的错误信息存人由电池供电 的RAM区。同时，诊断的故障代码输出到多功 能显示ECU，并点亮闪烁警告指示灯。 程序流程图如图35所示
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
一般采用三次多项式就可达到满意的精度。 (2)传动系模型。 (3)车辆模型。 (4)ASR系统。 2.ASR逻揖控制算法 防滑控制系统也可采用类似于ABS的逻辑 门限方式。这种控制算法简单,可靠性强, 便于实现。另外防滑控制与防抱死制动 集成于一体,算法类似,可以大大简化程 序结构。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
采用喷油中断法减小发动机的输出转矩 非常简单.不需要增添其它硬件设备。驱 动控制试验已经证实,借助于ASR控制软 伴,在各种路面条件下,它都能保证车辆 行驶的方向稳定性和操纵住。它不仅适 用于前轮驱动车辆,也适用于后轮驱动车 辆。但是这种方法在ASR工作模式下噪声 偏大,振动比较厉害,发动机运转不平稳。 并且,它只能适用于燃油顺序喷射电控发 动机。
第7章
驱动控制
7.1概述 随着交通量的增加和车速的提高,驾驶员 对汽车的起步性能和操纵性能的要求日 益提高。 根据路面条件,驾驶员通过操纵油门、方 向盘及制动踏板,使汽车按照他的意图行 驶。汽车作为被控对象,由路面条件和驾 驶员的控制作用决定了它的真实运动状 态。汽车真实的运动状态是否与驾驶员 的意图一致，则取决于两个条件：
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
目前通常采用以下两种方法防止驱动轮滑转。 (1)制动控制方式。对将要空转的驱动轮施加制动 力,把发动机输出的多余转矩在制动器上消耗掉, 控制车轮的滑转率在期望的范围内。 (2)发动机转矩控制方式。调节发动机输人到驱动 轮上的转矩,使车轮的滑转率在合适的范围。 制动控制方式比发动机控制方式响应速度快,能 有效地防止汽车起步时或者从高μ路面突然跃变 到低μ路面时车轮的空转。制动控制方式还能对 每个驱动轮进行独立控制,与差速器锁止装置具 有同样的功能。发动机控制方式则是根据路面状 况输人给驱动轮最佳的驱动力矩,具体方法有改 变燃料喷射量、点火时间和节气门开度。 两种方法既可以单独使用,也可以组合起来使用。
汽车电子控制技术 重庆大学机械工程学院汽车系 张伟
制动控制算法：制动控制采用逻辑门限方式，根 据驱动轮速度和加速度分为快速增压、慢速增压、 保压、快速减压和慢速减压5种控制模式。 采用单轮控制与两轮同时控制的性能比较。在几 种不同路面两种情形的驱动力和加速性见图37和 图38。在非对称路面，两轮同时控制无论是它的 加速性还是驱动力都与没有装备ASR的车辆相差 不大。可见在此种情况，两轮同时控制的ASR系 统失去了它应有的作用。 在压雪路面的方向稳定性如图39。车的初始速度 为10km／h，方向盘转角保持不变。在压实雪地 行驶时，Lexus LS400比Crown的方向稳定性好， 车辆的回转角速度变化小。方向稳定性也无明显 的恶化。在S形弯道的可操纵性对比试验结果见