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是公司推出的系列微控制器中的款增强型位微控制器。
其集成度高,片内资源丰富,接口模块包括等,它不仅在汽车电子工业控制中高档机电产品等应用领域具有广泛的用途,而且在存储控制及加密方面也有很强的功能。
微控制器采用增强型位,片内总线时钟最高可达片内资源包括串行接口模块。
脉宽调制模块可设置成路位或者路位,可宽范围的选择逻辑时钟频率。
它还提供两个路位精度转换器,控制器局域网模块,增强型捕捉定时器,并支持背景调试模式。
系统结构大致可以分为核心和外设两部分,对应图中的左右两半边。
核心该部分包括的的种存储器多电压调整器,包括数字电路和模拟电路电源电压具有在线背景调试接口和运行监视功能的增强程序内存的页面模式控制具有中断识别读写控制工作模式等控制功能的系统综合模块可用于系统扩展的分时复用总线端口,其中口和口可作为外扩内存或接口电路的分时复用地址数据总线,口的部分口可作为控制总线。
外设外设部分包括转换器,增强型定时与捕捉模块,串行接口。
等接口是许多微控制器所没有的。
其他辅助芯片介绍及应用最小系统设计时钟电路设计时钟电路在单片机系统硬件设计中往往是个关键的部分,因为晶振体的工作频率很高,设计不当很有可能使其工作时的产生的高频信号对其他电路造成干扰,尤其图系统结构图是对模拟部分如转换输入图最小系统电路图车速传感器选择及安装由于本设计的最终目的是对车速的恒速控制,所以车速信号的准确与否关系到整个控制过程的精确程度,因此车速传感器作用非常之重要,所以其型号的选择和安装位置方法等都非常关键。
车速传感器的选择磁电式传感器磁电式传感器包括磁感应电式传感器,霍尔式传感器和磁栅等。
磁感应电式传感器是种机电能量变化型传感器,不需要外部供电电源,电路简单,性能稳定,输出阻抗小,又具有定的频率响应范围般为,适用于振动转速扭矩等的测量。
但是这种传感器的尺寸和质量都较大,不方便安装在本实验平台上。
霍尔式传感器霍尔式传感强执行效率高。
所谓装帧技术是指将模型中的子系统包装成个模块,并可以像使用其图装帧处理的汽车巡航控制系统仿真模型它内部的模块样使用的种技术。
其特点是在不改变系统的前提下可以更改各个子系统。
系统保持轿车爬坡时的匀速行驶,轿车行驶状况受到阵风和路面起伏的影响。
模型中有两个子模块控制器和轿车模型子模块。
通过显示器可以看出两种控制器分别作用下车速的变化情况。
系统仿真模型的仿真结果分析通过实验对不同车速情况下的巡航状态进行模拟仿真,当车辆在以的速度巡航行驶时,而此时由于路况变为下坡,则车速将变快,这时目标车速将比实际车速低,巡航控制系统要想保持车速恒定,使车辆定速行驶将对车辆进行速度控制控制曲线如图所示。
图目标车速低于实际车速的速度控制仿真曲线同样如果车辆开始以巡航行驶时,如果路面的行驶条件变差的话,使车辆减速,那么目标车速将比实际车速高,此时的车速的控制曲线情况如图所示。
图目标车速高于实际车速的速度控制仿真曲线本章小结本章分析了坡路上行驶轿车的受力情况,建立了轿车的数学模型。
利用软件建立了器也是种磁电式传感器。
它是利用霍尔元件基于霍尔效应将被测量转换成电动势输出的种传感器。
由于霍尔元件在静止状态下具有感受磁场的独特能力,并且具有结构简单体积小噪声小频率范围宽动态范围大寿命长等特点,因此获得了广泛应用。
但受到本设计的具体条件的限制,该型传感器没有被选用。
光电式传感器光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器,首先把被测量的变化转化成光信号的变化,然后通过光电转换元件变换成电信号。
由于光电测量方法灵活多样,可测参数众多,般情况下具调整不当,会使系统不停的振荡,控制效果不甚理想,如果参数调整得当可以得到预计结果,所以本次设计参数的调试和最终确定过程非常重要。
本设计的节气门位置信号的采集和节气门位置控制电机的都采用控制。
巡航控制系统仿真系统仿真模型的建立汽车在水平道路上等速行驶时,必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。
滚动阻力以符号表示,空气阻力以符号表示。
当汽车在坡道上上坡行驶时,还必须克服重力沿坡道的分力,称为坡度阻力,以符号表示。
汽车加速时还需要克服加速阻力,以符号表示。
所以,汽车的行驶总阻力为坡路上行驶汽车的受力如图所示。
图坡路上行驶汽车受力图根据牛顿第二定律,得到汽车的运动方程为式中汽车质量汽车运行速度坡路与水平路面的夹角发动机的驱动力空气阻力,其公式为重力分量,其公式为汽车与路面之间的摩擦力,其公式为运用软件当中的模块对汽车进行仿真,汽车仿真模型如图所示图汽车仿真模型在图中,指令为驱动力提供输入口指令为设置驱动力的上限的取大模块取两个输入中的最大者作为输出通过设置制动力上限为取两个输入中的最小者作为输出为接受仿真时间提供输入口函数模块即为空气阻力模块函数模块为重力分量模块。
在调试参数的过程中同样使用软件当中的模块进行仿真模型的建立,通过在线调整相关参数来实现对车速的控制,可以非常方便的对参数进行修改,直到得到满意的控制结果。
建立的控制器的仿真模型如图所示。
图控制器的仿真模型把前面创建的轿车行驶动力学模型和控制器模型放在同个新建模型窗口中,进行适当的连接,就可得到完整的仿真模型。
最后,采用自上而下的建模方法建立起了整个系统的仿真模型如图所示。
图汽车巡航控制系统的仿真模型随着系统变得越来越大越来越复杂,模型将越来越庞大而难于读懂,并且仿真速度也将变慢。
利用对系统进行了精装子系统的简化处理,简化处理后的汽车巡航控制系统仿真模型如图所示。
这样使整个模型简洁可读性汽车巡航控制系统的仿真模型,详述了模型建立过程并进行了仿真和仿真结果分析。
建立了不同巡航速度的仿真情况,并在几种不同的车速下做出了基于控制方法的控制曲线。
仿真研究表明该控制系统能使汽车的巡航速度逐渐趋向并稳定于设定的目标值,在不同的巡航车速和外界因素变化的情况下均可得到良好的控制效果。
第章巡航控制系统的硬件设计微控制器的选择微控制器的缩写是整个控制系统的核心部分,它的选择决定了系统的软件开发环境以及硬件连接方式等系列的问题。
本次设计采用的微有非学建模和控制,数学模型的建立和控制是本论文的基础,如果没有这两个部分,我就没办法去做仿真。
问题出现最多的就是仿真过程,刚开始仿真的时候,我以为建立模型然后就能达到预期的结果,没想到我参数没有调节好,以致我在仿真的这个地方用了很长时间,最后还是在老师和同学的帮助下完成的。
所有的工作做完以后就是论文的定稿了,由于我以前做的东西很散,所以整理起来不是很容易,不过最后还是整理出来了,看着我自己做出来的论文,我觉得工作已经完成了,便发给老师看初稿,结果说我内建模就是根据过程的内在机理,写出各种有关的平衡方程,例如物质平衡方程,能量平衡方程,动量平衡方程,反映流体流动传热传质化学反应等基本规律的运动方程,物性参数方程和些设备的特性方程等,从中获得所需的数学模型。
机理法建模也称为过程动态学方法,它的特点是把研究的过程视为个透明的匣子,因此建立的模型也称为白箱模型。
机理法建模的主要步骤如下根据过程的内在机理,写出各种有关的平衡方程消去中间变量,建立状态变量控制变量和输出变量之间的关系在工作点附近对方程进行增量化,建立增量化方程在共作点处进行线性化处理,简化过程特征列出状态方程和输出方程。
机理建模法的首要条件是需要过程的先验知识,并且可以比较确切地对过程加以数学描述。
用机理法建模时,有时也会出现模型中有些参数难以确定的情况,这时可用实验数据或实测工业数据来确定这些参数。
测试法测试法建模通常只用于建立输入输出模型。
它根据过程的输入和输出的实测数进行种数学运算后得到模型,主要特点是把被研究的过程视为个黑匣子,完全从外特性上描述它的动态性质,也称为黑箱模型。
复杂过程般都采用测试法建模。
测试法建模又可分为经典辨识法和系统辨识法两大类经典辨识法不考虑测试数据中偶然性误差的影响,只需对少量的测试数据进行比较简单的数学处理,计算工作量般较小。
经典辨识法包括时域法频域法和相关分析法。
采用经典辨识法,直接获得的是非参数模型,般是时间或频率为自变量的试验曲线或数据集。
用阶跃函数脉冲函数正弦波函数或随机函数作用于过程,直接得到的是阶跃响应脉冲响应频率响应相关函数或谱密度,他们都是图形或数据集。
对本类方法的对象,只需做出线性假定,并不需要事先确定模型的具体结构,因而本类方法使用范围广,工程上获得了广泛应用。
对非线性模型,可以直接作为辨识结果,即直接用阶跃响应或脉冲响应作为对象模型有时还需要将图形或数据集转化为传递函数或其他形式的参数模型。
系统辨识法其特点有其中,和分别为容器容器的比例系数,与手动阀门开度有关若设容器容器相应的线性化水阻分别为何则有如此有过程的数学描述令,,经整理有得出与得关系如下对式求导,再代入式有类似方法可推出与的关系。
最后导出容器容器的过程传递函数分别为可见两个环节都是控制器为。
是公司推出的系列微控制器中的款增强型位微控制器。
其集成度高,片内资源丰富,接口模块包括等,它不仅在汽车电子工业控制中高档机电产品等应用领域具有广泛的用途,而且在存储控制及加密方面也有很强的功能。
微控制器采用增强型位,片内总线时钟最高可达片内资源包括串行接口模块。
脉宽调制模块可设置成路位或者路位,可宽范围的选择逻辑时钟频率。
它还提供两个路位精度转换器,控制器局域网模块,增强型捕捉定时器,并支持背景调试模式。
系统结构大致可以分为核心和外设两部分,对应图中的左右两半边。
核心该部分包括的的种存储器多电压调整器,包括数字电路和模拟电路电源电压具有在线背景调试接口和运行监视功能的增强程序内存的页面模式控制具有中断识别读写控制工作模式等控制功能的系统综合模块可用于系统扩展的分时复用总线端口,其中口和口可作为外扩内存或接口电路的分时复用地址数据总线,口的部分口可作为控制总线。
外设外设部分包括转换器,增强型定时与捕捉模块,串行接口。
等接口是许多微控制器所没有的。
其他辅助芯片介绍及应用最小系统设计时钟电路设计时钟电路在单片机系统硬件设计中往往是个关键的部分,因为晶振体的工作频率很高,设计不当很有可能使其工作时的产生的高频信号对其他电路造成干扰,尤其图系统结构图是对模拟部分如转换输入图最小系统电路图车速传感器选择及安装由于本设计的最终目的是对车速的恒速控制,所以车速信号的准确与否关系到整个控制过程的精确程度,因此车速传感器作用非常之重要,所以其型号的选择和安装位置方法等都非常关键。
车速传感器的选择磁电式传感器磁电式传感器包括磁感应电式传感器,霍尔式传感器和磁栅等。
磁感应电式传感器是种机电能量变化型传感器,不需要外部供电电源,电路简单,性能稳定,输出阻抗小,又具有定的频率响应范围般为,适用于振动转速扭矩等的测量。
但是这种传感器的尺寸和质量都较大,不方便安装在本实验平台上。
霍尔式传感器霍尔式传感强执行效率高。
所谓装帧技术是指将模型中的子系统包装成个模块,并可以像使用其图装帧处理的汽车巡航控制系统仿真模型它内部的模块样使用的种技术。
其特点是在不改变系统的前提下可以更改各个子系统。
系统保持轿车爬坡时的匀速行驶,轿车行驶状况受到阵风和路面起伏的影响。
模型中有两个子模块控制器和轿车模型子模块。
通过显示器可以看出两种控制器分别作用下车速的变化情况。
系统仿真模型的仿真结果分析通过实验对不同车速情况下的巡航状态进行模拟仿真,当车辆在以的速度巡航行驶时,而此时由于路况变为下坡,则车速将变快,这时目标车速将比实际车速低,巡航控制系统要想保持车速恒定,使车辆定速行驶将对车辆进行速度控制控制曲线如图所示。
图目标车速低于实际车速的速度控制仿真曲线同样如果车辆开始以巡航行驶时,如果路面的行驶条件变差的话,使车辆减速,那么目标车速将比实际车速高,此时的车速的控制曲线情况如图所示。
图目标车速高于实际车速的速度控制仿真曲线本章小结本章分析了坡路上行驶轿车的受力情况,建立了轿车的数学模型。
利用软件建立了
