论文部分内容阅读
随着我国科技的不断进步、汽车工业的不断发展以及高速公路如雨后春笋般的出现,人们对汽车的安全性能以及驾驶舒适性的要求不断提高,汽车定速巡航控制系统也相应地进入了飞速发展的阶段。目前汽车定速巡航系统已逐步应用在不少中档甚至中低档的轿车中。虽然我国的定速巡航的技术相比国外而言还不是很成熟,但是它却有着很好的发展前景与研究价值。本论文的主要目的是通过自己编程以及对控制方法的选取及改进来简单模拟当前汽车定速巡航系统的工作过程,为了能够更加直观的反映出这一工作过程,本论文搭建了一个模拟的实验平台。在控制方法的选取上,国内的定速巡航系统大多数是采用普通PID控制,本文在此基础上采用了位置式PID控制算法与增量式PID控制算法相结合,它能够更适应汽车的行驶工况。首先,本论文对于汽车定速巡航系统的历史以及发展过程做了简要的介绍,对目前常用的4类定速巡航系统做了简介,对当前定速巡航系统的基本结构以及工作原理进行了详细的介绍,为下文的核心内容打下良好的基础。其次,本文介绍了目前汽车定速巡航控制系统常用的三种控制方法,经过比较后选择了PID控制方法。经过一系列分析与公式推导后,本文又采用了位置式PID算法与增量式PID算法相结合最终作为本系统的控制方式。首先,本文通过对车轮、车身的纵向方向进行受力分析,列出了动态平衡方程。其次,利用SIMULINK对汽车纵向动力学和PID控制进行仿真,利用装帧技术将2个子模块合并在一起并且进行简化。最后在SIMULINK模块里调试PID的三个控制参数,经过仿真后所得到波形图可以发现系统的反应时间快,超调量小,完全符合要求,使定速巡航控制能够达到最佳效果。最后,在对实验所需要的硬件进行了详细的介绍后本文利用MC9S12XS128开发平台作为汽车定速巡航系统的核心,对于所编程序的流程进行了介绍,利用该开发平台所附带的编程软件Codewarrior进行核心程序的编写,并对其中的AD转换模块及PWM的初始化进行了详细的说明,而后利用硬件搭建了一个实验平台用来调试程序以及验证所编写程序的可行性。