汽车空气悬架计算机控制系统设计最终修改版

北京理工大学珠海学院 2006 届本科生毕业设计 汽车空气悬架计算机控制系统设计汽车空气悬架计算机控制系统设计 摘摘要要 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 I Air Suspension Control System DesignAir Suspension Control System Design ABSTRACTABSTRACT As 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 , 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. KeywordsKeywords: air spring; ECAS; control procedures; SIMULINK; MCU II 目目录录 摘要 I ABSTRACT .II 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 空气悬架发展和现状 . 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 IV 1 1绪论绪论 1.11.1悬架概述悬架概述 悬架是汽车的重要组成部分， 它把车体和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