电控悬架系统的设计

图5.2的随机路面激励下的加速度情况。3）被动悬架与电控悬架的比较图5.SEQ图6-\*ARABIC5被动悬架与电控悬架加速度比较模型图5.SEQ图6-\*ARABIC6被动悬架与电控悬架加速度比较被动悬架与电控悬架的比较中，虚线为被动悬架在白噪声随机输入下的加速度响应曲线，实线为电控悬架。从图中可以看到，对相同的随机输入，电控悬架的加速度变化幅度比被动悬架小。车身振动减少，车身运载易碎，易损物品，如电子仪器，玻璃制品等损坏率降至最低。电控悬架刚度低。装备电控悬架的车辆可以获得较低的固有频率，行驶平顺性好，乘坐舒适，延长车辆使用寿命，减轻车辆对路面的破坏。第六章软件设计6.1MCS-96系列单片机的特点MCS-96系列单片机为16位字长的单片机，由Intel公司于1987年推出。16位单片机的产生，把单片机的应用推向了一个新的高度。MCS-96系列单片机的主要性能如下：（1）具有16位字长的并行处理能力，因此系统运算速度快，可适用于更广泛的应用场合。（2）指令系统丰富、高效，为编程提供了方便。（3）具有6种寻址方式，提高了编程和数据处理的灵活性。（4）在ROM型和EPROM型中，提供了8KB片内ROM，为复杂系统提供了较大的程序存储空间。（5）232个字节的片内RAM，提供了大量片内寄存器组，从而减少了运算过程中访问存储器的次数，提高了系统运算处理速度。（6）片内具有高速I/O部件，能测量和产生高分辨率脉冲。（7）片内具有10位A/D转换器，可实现4路或8路模拟量输入。（8）最多可扩展40个I/O，提供了与TTL兼容的数字I/O和标准的8位或16位外设系统扩展能力。综上所述，MCS-96系列单片机具有丰富的硬件资源和高效的指令系统，具有极强的实时处理能力，又具有较强的数据处理能力，因而开拓了广阔的应用领域。6.2汇编语言程序工作原理HIS口：本控制系统一共使用3个HSI接口,分别为HSI.0,HSI.1,HSI.2HSI.0用于记录车速的程序,主要用于记录脉冲的个数,以此来换算车速;HSI.1和HSI.2用于转向盘转角程序,分别记录两路来自转向盘的信号,通过对接收信号时间的比较,来判断转向盘转向,改变左右轮空气弹簧的刚度;P0口：ACH0、ACH1、ACH2、ACH3分别为1、2、3、4号四个空气弹簧的压力传感器的模拟量输入，通过四路A/D转换变成数字量。ACH4为节气门开度传感器的模拟量输入，通过一路A/D转换变成数字量。P0.5口为减速度传感器信号输入口，当达到一定的减速度制动时，该传感器产生脉冲信号，提示此时减速度过大，需要使前轮空气弹簧刚度增加。P2口：P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7口分别为1、2、3、4号四个空气弹簧处车高传感器的信号输入，每两个为一组，当升高或降低一定距离时，都会产生脉冲信号。根据每组信号的组合，判断车高等级。P1口：P1口在此用作输出口。P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分别为1、2、3、4号四个空气弹簧充气开关，该口置1，表示开始充气，清0，表示停止充气；P1.4、P1.5、P1.6、P1.7分别是1、2、3、4号四个空气弹簧的放气开关，该口置1，表示开始放气，清0，表示停止放气。P3口：P3.0、P3.1、P3.2、P3.3分别为1、2、3、4号四个空气弹簧辅助气室开关，该口置1，表示断开主辅室，清0，表示接通主辅室；P3.4、P3.5分别为左右轮转速记录用，通过比较其脉冲个数，在转向程序完成操作时，判断转向情况[具体程序段见附录。6.3系统硬件设计图6.1车轮号码对应图表6.SEQ表8-\*ARABIC1单片机端口（输入类）单片机端口对应传感器端口ACH01号弹簧压力传感器ACH11号弹簧压力传感器ACH21号弹簧压力传感器ACH31号弹簧压力传感器ACH4节气门开度传感器P0.5减速度传感器输入HIS.0车速记录脉冲输入（于输出轴）HIS.1转向盘转角传感器信号AHIS.2转向盘转角传感器信号BP2.01号弹簧处车高传感器AP2.11号弹簧处车高传感器BP2.22号弹簧处车高传感器AP2.32号弹簧处车高传感器BP2.43号弹簧处车高传感器AP2.53号弹簧处车高传感器BP2.64号弹簧处车高传感器AP2.74号弹簧处车高传感器BP3.4左轮轮速传感器P3.5右轮轮速传感器结语本文介绍了电控悬架的特性、优点、工作原理和功能，根据已有的技术资料，设计出实现电控悬架控制部分功能的系统，以1/4车辆悬架为模型，研究其刚度和频率对汽车行驶平顺性的影响，借助MATLAB软件，及其SIMULINK模块编制了路面激励，进行了随机输入下的动态响应仿真分析，设计出计算机控制流程，最后编写出控制程序。不同的车型需要的悬架刚度和车高不一样，故在设计中给出了一个通用的控制方法，具体车型有不同的数值的，这个数值在程序中可以修改。电控悬架的控制程序比较复杂的，在现有的技术基础上，不能达到精确控制，即不能够根据具体的工况来改变到某一定值刚度，只是把刚度分为几个等级，在设定模式下使用。本文中执行器控制输出分两等级，软和硬，细化每一工况下的刚度后可设置多个等级。本系统实现了电控悬架在加速，制动，转向，高速状态的控制，而在电控悬架应用领域中，有更多的控制功能，路面感应，自动高度控制，不平整道路控制等。其主要区别在于程序编译上的不同，本文硬件满足其软件要求，可通过修改程序添加相应功能。由于该模型的简化，忽略了汽车的横向和前后振动，忽略了轮胎的影响，选定参数不准确等诸多因素限制，使得模型并不能完全表征对加速度的影响。参考文献[1]喻清舟,刘静静,蔡挺,杜金鹏,张静.基于PID控制的电控电控悬架系统设计[J].湖北汽车工业学院学报,2012,04:75-78.[2]王炳,杨宇卿,柯龙章.基于飞思卡尔MCU的汽车电控悬架系统的设计[J].微电子学,2011,06:865-868+872.[3]李波,丁渭平,梁健.基于CAN-BUS的电控悬架与助力转向系统集成研究[J].汽车科技,2013,01:49-53.[4]全力,常辉,张铭,姬翔,徐兴.基于FreescaleHCS08的汽车电控电控悬架系统设计[J].拖拉机与农用运输车,2014,01:77-79.[5]窦辉,陈龙,汪少华,眭忠.电控闭式电控悬架车高调节控制研究[J].机械设计与制造,2014,09:171-174.[6]严天一,刘欣强,张鲁邹,王玉林,S.B.Choi.基于代码生成的电控电控悬架系统电子控制单元[J].农业机械学报,2014,09:14-19.[7]刘宏伟,陈燕虹,田华.电控电控悬架试验系统设计及试验研究[J].拖拉机与农用运输车,2012,05:10-12+18.[8]汪若尘,张孝良,陈龙,朱兴华.车身高度与可调阻尼集成控制系统[J].农业工程学报,2012,11:75-79.[9]马振锋.关于现代汽车四轮定位及电控悬架系统检修问题的探讨[J].电子世界,2012,24:37-39.[10]汪少华,窦辉,孙晓强,殷春芳.电控电控悬架车高调节与整车姿态控制研究[J].农业机械学报,2015,10:335-342+356.[11]汪少华,陈龙,孙晓强,徐兴,殷春芳.电控电控悬架系统阻尼多模式自适应切换控制研究[J].农业机械学报,2013,12:22-28.[12]杨辉.汽车电控悬架的现状及趋势[J].装备制造技术,2013,04:204-206.[13]黄启科,麻友良,王保华.汽车电控电控悬架发展与研究现状综述[J].湖北汽车工业学院学报,2013,02:27-33.[14]包丕利.基于CAN总线的商用车电控电控悬架控制与试验研究[J].汽车零部件,2013,08:80-82.[15]姚谢钧,陈德玲.宽体轻客车型电控式电控悬架开发[J].客车技术与研究,2016,03:29-32+41.附录源代码ORG2020HP0EQU0EHP1EQU0FHP2EQU10HP3EQU11HALEQU20HBXEQU22HIOC1EQU16HIOS0EQU15HIOC0EQU15HIOS1EQU16HHIS-MODEEQU03HHIS-STATUSEQU06HHIS-TIMEEQU04HHIGH-TIME1EQU36HHIGH-TIME2EQU38HPERIODEQU40HACRTEMP1EQU42HACRTEMP2EQU44HACRCHECKEQU48HACRTEMP3EQU46HREG1EQU3AHREG2EQU3BHSPEEDEQU60HORG2080HSTART:LDBIOCO,#01HLDBHIS-MODE,#01HWAIT1:JBCIOS1,7,WAIT1CLRBIOS1LDBX,HIS-TIMESTBX,HIGH-TIME1WAIT2:JBCIOS1,7,WAIT2CLRBIOS1LDBX,HIS-TIMESTBX,HIGH-TIME2SUBPERIODHIGH-TIME2,HIGH-TIME1CMPPERIOD,#0030HJCTURNLJMPACRREESET:LDBP3,#00HREE1:LDBP1,#10HLDBAD-COMMAND,#08HNOPNOPADBUSY:JBSAD-RESULTLO,3,ADBUSYLDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#50HJCREE1LDBP1,#00HREE2:LDBP1,#20HLDBAD-COMMAND,#09HNOPNOPADBUSY:JBSAD-RESULTLO,3,ADBUSYLDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#50HJCREE2LDBP1,#00HREE3:LDBP1,#40HLDBAD-COMMAND,#0AHNOPNOPADBUSY:JBSAD-RESULTLO,3,ADBUSYLDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#50HJCREE3LDBP1,#00HREE4:LDBP1,#80HLDBAD-COMMAND,#0BHNOPNOPADBUSY:JBSAD-RESULTLO,3,ADBUSYLDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#50HJCREE4LDBP1,#00HLJMPSTARTACR:LDBAD-COMMAND,#0CHNOPNOPACRBUSY1:JBSAD-RESULTLO,3,ACRBUSY1LDBACRTEMP1,AD-RESULTHINOPLDBAD-COMMAND,#0CHNOPNOPACRBUSY2:JBSAD-RESULTLO,3,ACRBUSY2LDBACRTEMP2,AD-RESULTHISUBBAL,ACRTEMP2,ACRTEMP1CMPBAL,#40HJNCACRUPACRCHECK:JBSACRCHECK,0,REESETLJMPSTARTACRUP:LDBACRCHECK,01HLDBP3,#0CHLDBP1,#0CHLDBAD-COMMAND,0AHNOPNOPACRBUSY3:JBSAD-RESULTLO,3,ACRBUSY3LDBACRTEMP3,AD-RESULTHICMPBACRTEMP3,#60HJNCACRUPLDBP1,#00HLJMPACRTURN:JBSP0.5,BREAKSILDBIOC0,#04LDBHIS-MODE,#0CHJBCIOS1,7,BREAKCLRBIOS1LDBAL,HIS-STATUSJBSAL,3,BB1JBSAL,5,TURSJMPTULBB1:JBSAL,5,TULSJMPTURTUL:LDBP3,#0AHLDBP1,#0AHLDBAD-COMMAND,#09HNOPNOPHERE1:JBSAD-RESULTLO,3,HERE1LDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#35HJNCTULLDBP1,#00HLL1:JBCP3.4,LL1LDREG1,T1LL2:JBSP3.4,LL2LDREG2,T1SUBLS,REG2,REG1LR1:JBCP3.5,LR1LDREG1,T1LR2:JBSP3.5,LR2LDREG2,T1SUBRS,REG2,REG1CMPRS,LSJCGOONTULLJMPREESETGOONTUL:SUBSPEED,RS,LSCMPSPEED,#0005HJCLL1LJMPREESETTUR:LDBP3,#05HLDBP1,#05HLDBAD-COMMAND,#08HNOPNOPHERE2:JBSAD-RESULTLO,3,HERE2LDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#35HJCTURLDBP1,#00HRL1:JBCP3.4,RL1LDREG1,T1RL2:JBSP3.4,RL2LDREG2,T1SUBLS,REG2,REG1RR1:JBCP3.5,RR1LDREG1,T1RR2:JBSP3.5,RR2LDREG2,T1SUBRS,REG2,REG1CMPLS,RSJCGOONTURLJMPREESETGOONTUR:SUBSPEED,LS,RSCMPSPEED,#0005HJCRL1LJMPREESETBREAK:JBSP0.5,BREAKILJMPHSPBREAKI:LDBP3,#03HLDBP1,#03HLDBAD-COMMAND,#08HNOPNOPHEREB:JBSAD-RESULTLO,3,HEREBLDBAL,AD-RESULTH1CMPBAL,#65HJNCBREAKILDBP1,#00HJBSP0.5,BREAKILJMPREESETHSP:LDBIOCO,#01HLDBHIS-MODE,#01HWAITHSP1:JBCIOS1,7,WAITHSP1CLRBIOS1LDBX,HIS-TIMESTBX,HIGH-TIME1WAITHSP2:JBCIOS1,7,WAITHSP2CLRBIOS1LDBX,HIS-TIMESTBX,HIGH-TIME2SUBPERIODHIGH-TIME2,HIGH-TIME1CMBPERIOD,#0080HJNCREESETHARD1:LDBP3,#0FHLDBP1,#03HLDBAD-COMMAND,#08HNOPNOPHEREH1:JBS,AD-RESULTLO,3,HEREH1LDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#85HJNCHARD1HARD2:LDBP1,#0CHLDBAD-COMMAND,#0BHNOPNOPHEREH2:JBS,AD-RESULTLO,3,HEREH2LDBAL,AD-RESULTHICMPBAL,#85HJNCHARD2LDBP1,#00HLOW:LDBIOCO,#01HLDBHIS-MODE,#01HWAITLOW1:JBCIOS1,7,WAITLOW1CL