文档介绍：自动化与仪器仪表
实车碰撞车速控制系统控制器的设计与实现
北京清华大学汽车安全与节能国家重点实验室!!@@@($" 王刚张金换黄世霖
摘要! 在实车碰撞试验中!车速的大小直接影响试验的结果" 为了从根本上解决橡皮绳弹射实
车碰撞试验中橡皮绳的老化和时变特性给速度控制带来的困难! 提高控制精度和抗干扰能力! 对橡
皮绳弹射车速控制系统进行了简要介绍!对基于 45657589 单片机系统的控制器的硬件实现和软件
算法进行了分析和讨论"
关键词! 速度控制单片机控制器
撞击速度控制一直是汽车碰撞试验中最为关键的离加速末端拉伸%; 处与加速末端的速度差’
部分汽车被动安全性法规中的多项决定性的指标如人
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体头部伤害指数-./0,# 胸部合成加速度# 大腿力等都是" " "
其中分别为拉伸得到的车速拉伸
同车辆撞击速度有密切关系的$ 所以必须严格保证撞击$# ! ## "" ## "! %; #
以上时加速末端的速度和在距离加速末端拉伸
速度在允许的偏差范围内 1 !2$3 " 在国内首创的橡皮绳弹%; %;
处的速度若在实车碰撞中
射实车碰撞速度控制系统中$ 控制器的设计对整个控制" # ""*# "!?!@@<; = >
代入数据可得
系统的性能起着决定性的作用" 在汽车行业中广泛应用’# ""+# "!?":"%<; = >
由理论分析和计算结果可以看出在加速末端速度
的 45657589 单片机系统具有卓越的稳定性和丰富实 A
变化量相对很小有利于控制调整但是留给控制系统
用的功能$ 该系统配以其它辅助电路$ 可成功地构建出$ $
的时间也很少闭环系统控制策略为对整个过程的初始
系统的控制器" 经实验验证$ 设计的控制器能够完成速"
阶段不加控制到加速的末端进行速度的调整和控制
度的采集和控制算法的实现" $ "
图为试验车辆与滑车之间连接的示意图由于滑
! 车速控制的总体方案" "
车与被测试车辆间只有推力其非线性特性和动力的时
为了解决橡皮绳的时变特性和驱动装置的非线性特$
变特性给控制系统的实现增加了难度" % 闭环& 系统实现
性$提高整个系统抵抗滚动阻力干扰的能力$根据橡皮绳
的框图如图所示"
弹射碰撞试验系统实际情况$结合清华大学汽车碰撞试验#
室的实际$速度控制的总体方案如图! 所示"
图" 被测车辆与加速滑车连接示意图
执行器即为刹车机构$ 利用轨道和刹车片的摩擦消
耗系统的动能来降低加速滑车的速度$ 导致加速滑车与
被测车辆脱离从而切断被测车辆的动力源对车速进
! 固定壁" 导轨# 橡皮绳$ 缓冲器% 被测车辆$ $
& 加速滑车’释放滑车( 钢丝绳) 卷扬机行控制"
图! 橡皮绳弹射碰撞试验系统总布置示意图" 控制器的设计实现
总体设计分析
通过控制橡皮绳拉伸的长度进行% 开环& 控制$ 粗略"#!
控制器要求具有复杂计算的能力而且整个闭环系
地把速度控制到一定的范围内" 通过安装在加速滑车上$
的传感器控制器和执行器等构成速度闭环控制系
# % & 橡皮