自動巡航系統(tǒng)控制原理及故障診斷畢業(yè)設(shè)計(論文).doc

四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 第23頁畢業(yè)設(shè)計(論文)模板題目：自動巡航系統(tǒng)控制原理及故障診斷 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日第一章概述1.1國內(nèi)外汽車自動巡航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，人們對汽車行駛安全性、舒適性的要求越來越高。為了滿足人們的需求，汽車電子化程度也越來越高，特別是微處理器進(jìn)入汽車控制領(lǐng)域后，給汽車發(fā)展帶來了劃時代的變化，汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性及尾氣的排放都得到了大幅改善。隨著汽車工業(yè)和公路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，以及非專業(yè)司機(jī)的不斷增加，車輛駕駛的自動化己成為汽車發(fā)展的主要趨勢之一。人們需要更加舒適、簡便和安全的交通工具，以適應(yīng)快速的生活節(jié)奏，因此對汽車智能化的要求更加迫切，汽車自動巡航控制系統(tǒng)可以有效地減輕長途駕駛的疲勞，是提高舒適性和趣味性的重要方法之一汽車自動巡航控制系統(tǒng)(autonomous cruise control system，accs)是當(dāng)汽車在高速公路上行駛時，駕駛員即使不踏加速踏板，汽車仍可以按駕駛員所希望的車速自動保持行駛功能。汽車自動巡航控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員設(shè)定的目標(biāo)車速和車輛行駛阻力的變化，自動調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，以使車輛達(dá)到按目標(biāo)車速自動行駛的目的。汽車自動巡航控制系統(tǒng)除了維持車輛按駕駛員所希望的車速行駛外，還具備加速、減速和恢復(fù)的功能。在汽車自動巡航控制狀態(tài)下，如果踏下制動踏板或操縱巡航控制取消開關(guān)，則可自動解除巡航功能，如果重新按下恢復(fù)開關(guān)，則恢復(fù)解除前的固定的車速。在巡航控制期間，隨著道路坡度的變化以及汽車行駛所可能遇到的阻力，車輛自動變換節(jié)氣門開度或自動進(jìn)行檔位轉(zhuǎn)換，以按存儲在微處理器內(nèi)的最佳燃料經(jīng)濟(jì)性規(guī)律或動力性規(guī)律穩(wěn)定行駛。運(yùn)用該系統(tǒng)可以減輕駕駛員因長時間控制節(jié)氣門而產(chǎn)生的疲勞，從而減少或避免交通事故的發(fā)生；同時可避免不必要的節(jié)氣門振動，從而改善了汽車的經(jīng)濟(jì)性；提高車流量和運(yùn)輸生產(chǎn)率，并在一定程度上提高了汽車的動力性和乘坐舒適性。 國外研發(fā)汽車自動巡航控制系統(tǒng)起步很早，其發(fā)展過程主要經(jīng)歷了三個階段：第一階段是20世紀(jì)6070年代中期，早期的汽車巡航控制系統(tǒng)主要是機(jī)械式和氣動機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。例如，日本豐田公司從1965年起就開始在車上裝用機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。之后，德國的vd0公司也研制出了氣動機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。而1968年德國奔馳公司開發(fā)了晶體管控制的巡航控制系統(tǒng)，并在莫克利汽車上裝用，這期間美國和日本相繼出現(xiàn)了以模擬電路為基礎(chǔ)的汽車巡航控制系統(tǒng)。第二階段是20世紀(jì)70年代中后期80年代中后期，以數(shù)字信號為主的控制系統(tǒng)。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路及單片機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的巡航控制系統(tǒng)。如1974年美國魯卡斯汽車研究中心研究出了性能完善的運(yùn)用衛(wèi)星雷達(dá)的數(shù)字車速車距控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以更好地適應(yīng)路面狀況的變化。日本日野(hino)公司于1985年投放市場一種基于燃油經(jīng)濟(jì)性的車速控制系統(tǒng)，其控制框圖如圖8-l所示。其控制部分的核心是微處理器。美國摩托羅拉公司也研制了一種采用微處理器控制的巡航控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的所有輸入指令以數(shù)字形式直接存儲和處理，微處理器根據(jù)指令車速、實際車速以及其他輸入信號，按給定程序完成所有數(shù)據(jù)處理，并產(chǎn)生步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動信號輸出，改變節(jié)氣門開度，每種車型的最佳加速度和減速度由編程人員決定。從安全上考慮，將制動開關(guān)與節(jié)氣門執(zhí)行器直接相連，這樣當(dāng)踩下制動踏板時，在斷開巡航控制系統(tǒng)的同時，將執(zhí)行器的動力源斷開，從而使節(jié)氣門迅速脫離巡航控制系統(tǒng)的控制。與模擬技術(shù)相比，數(shù)字系統(tǒng)的突出特點是系統(tǒng)的信號量以數(shù)字表示，受工作溫度和濕度的影響較小，因此數(shù)字控制系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性。對于汽車自動巡航控制系統(tǒng)可采用先進(jìn)的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路技術(shù)做成專用模塊，也可在微處理器上編程來實現(xiàn)。當(dāng)汽車上其他系統(tǒng)已有控制微處理器時，只要修改一下程序便可將此功能附加上去，因而可節(jié)省昂貴的硬件開支。第三階段，從20世紀(jì)90年代開始，國外又開始發(fā)展以智能化為核心的汽車自動巡航控制系統(tǒng)和以定距離控制為主的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。駕駛員控制開關(guān)記憶車速行駛車速行駛車速車輪比較車速補(bǔ)償電路驅(qū)動力執(zhí)行部件變速器發(fā)動機(jī)1990年美國魯卡斯公司研制出一種自動恒速智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了連續(xù)調(diào)頻波雷達(dá)，通過雷達(dá)來探測前方車輛與本車的距離，通過處理單元計算出相對車速與距離，并將該信息提供給電子控制單元，通過執(zhí)行器控制節(jié)氣門來控制車速。之后，該公司又針對暴露的問題加以改進(jìn)，在美洲虎牌轎車上安裝了新的自動恒速控制系統(tǒng)，并對控制節(jié)氣門與制動器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)作了改進(jìn)，微波雷達(dá)安裝在前保險杠內(nèi)，通過塑料車牌照發(fā)射微波探測信號。目前國外很多專家都在研究自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。這種巡航控制系統(tǒng)主要由測速裝置、轉(zhuǎn)向角傳感器、車速傳感器、制動電子控制單元(ecu)和發(fā)動機(jī)ecu等組成。當(dāng)?shù)缆非闆r良好時，該系統(tǒng)就是普通的巡航控制系統(tǒng)，可以按設(shè)定車速巡航行駛；當(dāng)距另一輛車距離較近及相對車速較高時，通過巡航控制系統(tǒng)控制制動器減速。情況正常后將自動恢復(fù)原先的車速，如果前方車輛減速，accs便操縱制動器來維持一定的車距，從而避免了汽車的追尾。國外很多專家開始了一種半自主式巡航控制系統(tǒng)的研究。此種巡航控制系統(tǒng)能夠很快地應(yīng)用于公路上，同時能夠保持人工操縱和自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的共存。其研究的理論結(jié)果表明，此種控制系統(tǒng)具有更高的控制精度。綜合利用仿真、分析和實驗結(jié)果對人工駕駛和具有自適應(yīng)控制系統(tǒng)的汽車進(jìn)行了比較，從得到的數(shù)據(jù)和信息可以知道，具有巡航控制系統(tǒng)的汽車能對駕駛員提供重要的輔助作用，對行駛安全性提供了一種主動安全技術(shù)。目前不少車輛，特別是高級轎車已經(jīng)把巡航控制系統(tǒng)作為配備設(shè)備或備選設(shè)備。例如美國別克(buick)、凱迪拉克(cadilac)、協(xié)和(concord)、紐約人(new yorker)、克萊斯勒(cmc)等轎車均裝用了巡航控制系統(tǒng)。而日本高速公路的迅速發(fā)展使得巡航控制系統(tǒng)的裝車率也不斷得到提高，如日本皇冠(crown)、佳美(camry)、凌志(lexus)等轎車也裝有巡航控制系統(tǒng)。歐洲的奔馳(benz)、寶馬(bmw)以及我國的紅旗轎車等均裝有巡航控制系統(tǒng)。由于國內(nèi)汽車起步較晚，并且就目前我國公路狀況和實際應(yīng)用來說，對汽車巡航控制系統(tǒng)的研究應(yīng)用主要是以單車定速控制為主。目前，模擬汽車恒速控制器在我國已經(jīng)投人生產(chǎn)和使用。例如：由江蘇省某巡航設(shè)備廠生產(chǎn)的xd-1型汽車定速系統(tǒng)是一種機(jī)電式汽車巡航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)用汽車發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生的真空度作為動力，通過簡單的機(jī)電結(jié)構(gòu)來穩(wěn)定發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其產(chǎn)生的真空度保持最小的變化。然而該機(jī)電式巡航控制裝置雖然結(jié)構(gòu)簡單，卻有控制精度不高、穩(wěn)定性不強(qiáng)等缺點。國內(nèi)有多所高校和科研單位從事汽車自動巡航控制系統(tǒng)的研究，控制系統(tǒng)的硬件核心部件采用不同型號的單片機(jī)，控制策略多采用pid調(diào)節(jié)方式，也有人將模糊控制算法應(yīng)用于巡航控制系統(tǒng)，模仿駕駛員駕駛汽車的情況，根據(jù)目標(biāo)車速與實際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗，決定加速踏板的變化量，從而使汽車車速趨近于目標(biāo)車速。用于汽車巡航控制的模糊控制器輸入量一般可選擇設(shè)定車速和實際車速的偏差以及偏差的變化率，模糊控制是不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對系統(tǒng)的參數(shù)不太敏感。其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定，一旦系統(tǒng)確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定了，不能隨外界和車輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。12汽車自動巡航控制技術(shù)為了使汽車巡航控制系統(tǒng)達(dá)到車速控制的要求，在單片機(jī)實時控制系統(tǒng)總體方案確定后，控制方案的選擇非常關(guān)鍵，目前用于汽車巡航控制的控制方案主要有pid控制、模糊控制、迭代學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制等，它們都有各自的特點。1pid控制pid控制，即比例一積分一微分控制，根據(jù)實際車速與設(shè)定車速的偏差，實現(xiàn)汽車不變參數(shù)的巡航控制。在汽車行駛過程中，駕駛員設(shè)定一個車速給控制器，同時車速傳感器測得的實際車速也輸入控制器，產(chǎn)生實際車速和設(shè)定車速的偏差(設(shè)為v)，控制器的比例部分根據(jù)偏差的大小輸出相應(yīng)的控制量，以控制節(jié)氣門的開度，使車速迅速趨近設(shè)定車速?？紤]到偏差一直存在，控制器的積分部分就把偏差積累起來加大控制量，以消滅偏差，使車速保持恒定，而微分部分則起預(yù)估作用。當(dāng)v0時，表示偏差在加大，就及時增加控制量，使v減??；當(dāng)v0時，表示偏差在減小，則減小控制量，以避免v趨近于零時，又向反方向發(fā)展而引起振蕩。pid控制具有結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)整定方便的優(yōu)點，在許多場合下都能獲得令人滿意的控制效果。但是由于被控對象的特性比較復(fù)雜，具有非線性或時變的過程，應(yīng)用常規(guī)pid控制，若參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，會使系統(tǒng)不停地振蕩，控制效果不甚理想。有關(guān)pid的算法將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)介紹。2模糊控制模糊控制是一種模仿人工控制活動中人腦的控制策略，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)把人工控制策略用計算機(jī)實現(xiàn)，它是近幾年發(fā)展起來的一種新型的汽車巡航控制技術(shù)。司機(jī)對汽車的控制，從本質(zhì)上來說是一個模糊控制的過程。駕駛員駕駛汽車時，根據(jù)目標(biāo)車速與實際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗，決定加速踏板的變化量，從而使汽車趨近于目標(biāo)車速。模仿這一過程的模糊控制原理框圖如圖82所示。用于汽車巡航控制的模糊控制器的輸入量一般可選擇設(shè)定車速與實際車速的偏差以及偏差的變化率。模糊控制不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對系統(tǒng)的參數(shù)變化不敏感，其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定是一項費(fèi)力的工作，而且系統(tǒng)一旦確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定而不能隨外界和車輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。3迭代學(xué)習(xí)控制因為汽車巡航行駛中存在著嚴(yán)重的非線性和不確定性，特別是巡航控制參數(shù)在不同車速下其值是不確定的，并且運(yùn)動載體對控制的實時性要求較高，所以有人將迭代學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到了汽車巡航控制系統(tǒng)中?；诘鷮W(xué)習(xí)技術(shù)的汽車巡航控制原理如圖8-3所示。利用實際車速與設(shè)定車速的偏差，通過多次的迭代計算得出一個修正量，進(jìn)一步修正控制器輸出的控制量，從而使實際車速更趨近于設(shè)定車速。迭代學(xué)習(xí)控制可以對參數(shù)是未知的但是變化的或不變的系統(tǒng)實施有效控制。相對于其他控制技術(shù)，迭代學(xué)習(xí)控制的適應(yīng)性更廣，實時性更強(qiáng)。但其算法復(fù)雜，計算機(jī)編程困難。4自適應(yīng)控制由于汽車自動巡航控制系統(tǒng)是一個本質(zhì)非線性系統(tǒng)，并且汽車在行駛過程中受到路面坡度、空氣阻力等外界干擾，因而基于時不變系統(tǒng)得到的控制方法就難以在各種工況下取得良好的效果，解決的辦法是加入自適應(yīng)環(huán)節(jié)，其控制方法能隨各種因素的變化而實時地加以調(diào)整，以適應(yīng)復(fù)雜多變的行駛工況。自適應(yīng)控制是針對具有一定不確定性的系統(tǒng)而設(shè)計的。自適應(yīng)控制方法可以自動監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)變化，從而時刻保持系統(tǒng)的性能指標(biāo)為最優(yōu)。目前用于汽車巡航控制的自適應(yīng)控制主要為模型參考自適應(yīng)控制?；谧赃m應(yīng)控制的汽車巡航控制原理如圖8-4所示。設(shè)定車速同時加到控制器和參考模型上，由于參考模型的理想車速和實際車速不一致，產(chǎn)生偏差，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)檢測到這一偏差后，經(jīng)過一定的運(yùn)算，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)整信號改變控制器參數(shù)，從而使實際車速迅速趨近于理想車速，當(dāng)偏差趨于零時，自適應(yīng)調(diào)整過程就停止，控制參數(shù)也就調(diào)整完畢。當(dāng)汽車在行駛過程中遇到上下坡或是由于風(fēng)力而使車速發(fā)生變化時，系統(tǒng)也如上述過程一樣，對控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。鑒于自適應(yīng)控制的上述特點，自適應(yīng)控制非常適合像汽車這樣的一類非線性系統(tǒng)的控制。在控制過程中，系統(tǒng)能夠自動調(diào)整控制參數(shù)，使得控制效果更好。13汽車自動巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢汽車自動巡航控制系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代起各大汽車廠家都爭相研制并裝在較高級的轎車上，到了80年代中末期，由于微處理器在汽車上的廣泛應(yīng)用和高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，使得它更加完善。到20世紀(jì)末起以及目前展出的21世紀(jì)汽車，該系統(tǒng)真可謂日臻完善，系統(tǒng)電路集成化水平提高，控制模塊體積精巧，多路傳輸系統(tǒng)日漸成熟，自檢系統(tǒng)更準(zhǔn)確有效。但是若使該系統(tǒng)步人普通家用轎車家族，還存在著一些問題，即雖然系統(tǒng)多用模塊控制，但造價昂貴；限速太高，一般系統(tǒng)都必須在40kmh以上才起作用；檢修雖方便，但需較高的技術(shù)水平。隨著汽車技術(shù)和現(xiàn)代公路交通的迅速發(fā)展，下一代的智能交通系統(tǒng)即將出現(xiàn)，其中汽車自動巡航控制系統(tǒng)將發(fā)展為自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，進(jìn)一步采用集中微處理器控制，降低系統(tǒng)的成本。具體地說，它是將汽車自動巡航控制系統(tǒng)和車輛前向撞擊報警系統(tǒng)(forward collision warning system，fcws)有機(jī)地結(jié)合起來，既有自動巡航功能，又有防止前向撞擊功能，駕駛員可通過設(shè)置在儀表盤上的人機(jī)交互界面啟動或清除accs。啟動accs時，要設(shè)定汽車在巡航狀態(tài)下的車速和與前方車輛間的安全距離，否則accs將自動設(shè)置為默認(rèn)值，但所設(shè)定的安全距離不可小于設(shè)定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。當(dāng)汽車前方無行駛車輛時，汽車將處于普通的巡航行駛狀態(tài)。accs按照設(shè)定的行駛車速對汽車進(jìn)行勻速控制，當(dāng)汽車前方有車輛行駛，且前方車輛的行駛速度小于汽車的行駛速度時，accs將控制汽車進(jìn)行減速，確保兩車間的距離為所設(shè)定的安全距離。當(dāng)accs將汽車減速至理想的目標(biāo)值之后采用跟隨控制，與前方車輛以相同的速度行駛。當(dāng)前方車輛發(fā)生移線，或汽車移線行駛使得汽車前方又無行駛車輛時，accs將對主車進(jìn)行加速控制，使其恢復(fù)至設(shè)定的行駛速度，在恢復(fù)行駛速度后，accs又轉(zhuǎn)入對該汽車的勻速控制，當(dāng)駕駛員參與汽車駕駛后accs將自動退出對汽車的控制。accs有以下幾個發(fā)展趨勢：1)集成化有助于降低成本，增強(qiáng)各系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系，充分利用各種車輛信息，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，accs在發(fā)展之初就與巡航控制系統(tǒng)(ccs)結(jié)合在一起，按照accs的發(fā)展方向，它還會同主動后輪系統(tǒng)(active rear steer system，ars)、牽引力控制系統(tǒng)(asr)以及發(fā)動機(jī)控制器等各種電控系統(tǒng)集成起來。2)走?？刂啤，F(xiàn)在對accs的研制和開發(fā)主要是針對在高速公路上高速行駛的車輛，而不適用于城市中低速、高車流密度情況下使用，走停控制正是accs針對車速低、車距近的行駛情況所做的功能擴(kuò)展，這要求accs具有更好的近距離探測能力，更快的信號處理功能，更迅速的系統(tǒng)響應(yīng)，同時還向accs提出了增加車輛的自動起步功能。這樣即使在堵車情況下也無須駕駛員參與，只需操縱車輛的轉(zhuǎn)向即可。駕駛員可以完全從煩瑣的駕駛操作中解放出來；3)隨著近幾年智能公路概念的提出以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，未來的accs將同其他的汽車電控系統(tǒng)相互融合，形成智能汽車電子控制系統(tǒng)，駕駛這種汽車只需在顯示器中指明所要到達(dá)的目的地，汽車就會在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下，借助公路兩旁的電子標(biāo)志牌無需人為參與就可安全駛達(dá)目的地，實現(xiàn)完全的自動駕駛功能。4)通過采用can總線技術(shù)，可實現(xiàn)信號資源的共享，減少硬件開支，提高系統(tǒng)的靈活性。14汽車自動巡航控制系統(tǒng)的工作環(huán)境人們知道，汽車的行駛是在發(fā)動機(jī)產(chǎn)生動力以后，借助于地面對車輪的反作用力行駛的。車速的變化情況非常復(fù)雜，會受到路面滾動阻力，汽車行駛時風(fēng)的阻力，以及道路坡度等時變因素的影響而變化，而且也受到發(fā)動機(jī)工況、負(fù)荷情況等的影響。坡道的阻力是隨著道路坡度大小而變化的，即使在高速公路上也不可能避免爬坡或下坡行駛，車重越大時，坡道的阻力就越大，下坡時的慣性力也就越大，而路面的滾動阻力系數(shù)也隨路面的情況、輪胎形狀、溫度、氣壓、行車速度等變化而隨機(jī)地變化，風(fēng)阻與車速的二次方成正比，由于汽車行駛過程中風(fēng)速的大小和方向不斷變化，并且車速越大，風(fēng)阻也越大，巡航行駛時風(fēng)阻便是一個不能忽略的因素，再如上發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與節(jié)氣門的關(guān)系非常復(fù)雜，決定了巡航控制的實現(xiàn)是非常復(fù)雜的。不但如此，由于巡航控制系統(tǒng)是工作在汽車上，而使用汽車的自然環(huán)境地區(qū)條件是千差萬別的，有時兩地的條件差異特別大，所以又必須考慮一下巡航的特殊工作環(huán)境。如南方和北方的冬季溫差特別大，汽車各零部件工作溫度也相差較多，溫度對電氣零部件的額定工作電流是有影響的；同時濕度較高的環(huán)境容易造成電子元器件絕緣損壞或腐蝕機(jī)件；當(dāng)汽車行駛在崎嶇不平的山路時，又會產(chǎn)生很大的振動，這對電子控制系統(tǒng)來講就要求較高；另外，汽車的供電系統(tǒng)有蓄電池和發(fā)動機(jī)兩個電源，由于發(fā)電機(jī)發(fā)電程度不同，使蓄電池兩端輸出電壓變化較大，同時發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)器一般是用通斷方式控制發(fā)動機(jī)激勵電流，所以汽車上的電源波動及瞬時過電壓形成的電氣環(huán)境也較惡劣；這些環(huán)境對汽車的保養(yǎng)與控制系統(tǒng)的可靠性等都是一些不利的因素。在研究巡航系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮到這些復(fù)雜的因素，才能設(shè)計出具有較高控制精度的應(yīng)用系統(tǒng)。第二章汽車電子巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展2.1汽車電子巡航控制系統(tǒng)的功能巡航控制也叫恒速控制，汽車電子巡航控制系統(tǒng)，簡稱ccs，根據(jù)其特點一般又稱為“巡航行駛裝置”、“速度控制系統(tǒng)”、“自動駕駛系統(tǒng)”等。它是汽車的新裝置之一，它可以使汽車工作在發(fā)動機(jī)最有利的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，使汽車的行駛速度穩(wěn)定在自己設(shè)定的速度內(nèi)，從而不僅提高了發(fā)動機(jī)的使用效率，而且還可以減輕駕駛員的駕駛操作勞動強(qiáng)度，提高行駛的舒適性。汽車巡航控制系統(tǒng)(ccs)就是可使汽車工作在發(fā)動機(jī)有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動強(qiáng)度，提高行駛舒適性的汽車自動行駛裝置。電子巡航控制系統(tǒng)，它是汽車在行駛中為了達(dá)到所希望的速度，通過操縱調(diào)整開關(guān)，駕駛員不必踩踏油門調(diào)整車速，汽車也能以設(shè)定的車速進(jìn)行定速行駛的裝置。這個裝置的優(yōu)點主要體現(xiàn)在于，當(dāng)在高速公路上長時間行駛時，能夠減輕駕駛員的疲勞；且對緊急情況動作解除的可靠性與對排除裝置故障等安全性方面作了充分的考慮。在大陸型的國家，駕駛汽車長途行駛的機(jī)會較多，而且在高速公路上行駛時變換車速的頻率及范圍都較少，故能以穩(wěn)定的車速行駛。但若長途駕駛而右腳不得不踩油門踏板時，久之腳就容易感到疲勞。而汽車巡航控制系統(tǒng)(ccs)的作用是：按司機(jī)所要求的速度閉合開關(guān)之后，不用踩油門踏板就可以自動地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。如果采用了這種裝置，當(dāng)長時間在公路上行車時，司機(jī)就不用再去控制油門踏板，從而減輕了長途駕駛的疲勞，同時減少了不必要的車速變化，使車速穩(wěn)定，可以節(jié)省燃料，減輕了疲勞。目前車用巡航控制系統(tǒng)大多分為兩大類，一是電子式巡航控制系統(tǒng)，二是由電控真空控制式巡航控制系統(tǒng)。前者主要由指令開關(guān)、車速傳感器、電子控制器和油門執(zhí)行器四部分組成；后者一般由控制開關(guān)、真空系統(tǒng)和控制電路等組成。巡航控制系統(tǒng)的功能主要有基本功能和故障保險功能。其基本功能是：(1)車速設(shè)定：當(dāng)按下車速調(diào)置開關(guān)后，就能存儲該時間的行駛速度，并能保持這一速度行駛。(2)消除功能：當(dāng)踩下制動踏板，上述功能立即消失。但上述調(diào)置速度繼續(xù)存儲。(3)恢復(fù)功能：當(dāng)按恢復(fù)開關(guān)，則能恢復(fù)原來存儲的車速。除了以上三種基本功能，如果需要還可增加以下功能：(4)滑行：繼續(xù)按下開關(guān)進(jìn)行減速，以離開開關(guān)時的速度作巡航行駛。(5)加速：繼續(xù)按下開關(guān)進(jìn)行加速，以不操縱開關(guān)時的車速進(jìn)入巡航行駛。(6)速度微調(diào)升高：在巡航速度行駛中，當(dāng)操縱開關(guān)以on-off(接通，斷開)方式變換時，使車速稍稍上升。巡航控制系統(tǒng)的故障保險功能是：(1)低速自動消除功能：當(dāng)車速小于40km/h時，存儲的車速消失，并不能再恢復(fù)此速度。(2)制動踏板消除的功能：在制動踏板上裝有兩種開關(guān)，一個用于對計算機(jī)的信號消除；另一個是直接使執(zhí)行元件工作停止。(3)各種消除開關(guān)：除了利用制動踏板的消除功能外，還有駐車制動、離合器(m/t)、調(diào)速桿(a/t)等操作開關(guān)的消除功能。2.2巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀汽車巡航控制系統(tǒng)，自1961年首次在美國應(yīng)用以來，至今已有40年的發(fā)展史。在這40年中，它已陸續(xù)被各種轎車所裝用，例如美國別克、凱迪拉克、協(xié)和、紐約人、克萊斯勒等均裝用了巡航控制系統(tǒng)。而日本高速公路的迅速發(fā)展使得巡航控制系統(tǒng)的裝車率也不斷得到提高，如日本皇冠、佳美、凌志、豐田大霸王等。歐洲的奔馳、寶馬等也裝有巡航控制系統(tǒng)。在我國，廣州本田雅閣、上海通用別克等的一些轎車上，巡航控制也已被作為標(biāo)準(zhǔn)件。預(yù)計今后會有更多的車輛裝用。而汽車巡航控制系統(tǒng)也會向小型化、智能化的方向發(fā)展，并逐步實現(xiàn)與發(fā)動機(jī)、變速器等控制計算機(jī)的聯(lián)動復(fù)合控制，使行車更為舒適、安全。2.3巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展動向新控制理論的應(yīng)用 車輛的行駛狀況受到乘員、發(fā)動機(jī)輸出的變化等影響。駕駛者需要更平順的駕駛感覺和更自然的速度控制，以傳統(tǒng)的控制理論為基礎(chǔ)，又引入了新的控制理論。目前，模糊控制等新理論已不斷地得到應(yīng)用。聯(lián)動控制、復(fù)合控制 目前，巡航控制裝置是獨立式的，要求在控制中提高感覺敏感度、響應(yīng)性和更高的精度。為此，需要發(fā)動機(jī)控制用計算機(jī)、變速控制用計算機(jī)進(jìn)行聯(lián)動控制，使這些計算機(jī)形成一體化的復(fù)合控制。小型化、智能化 計算機(jī)、執(zhí)行元件更趨小型化、一體化，向智能型發(fā)展。追蹤行駛控制 現(xiàn)在巡航穩(wěn)定行駛裝置分別利用加速、減速、恢復(fù)車速、消除等開關(guān)自由控制車速，但是往往在道路交通混雜的情況下，不便于當(dāng)車輛接近時進(jìn)行減速或車輛拉開距離時加速。為解決這一問題，向前方車輛發(fā)射毫米波(30ghz-300hz)， 利用雷達(dá)測定與前方車輛之間的距離， 隔開一定距離進(jìn)行追蹤行駛。車載雷達(dá)不僅可以利用毫米波雷達(dá)， 而且還可以利用激光。電子巡航控制系統(tǒng)(簡稱ccs) 它是汽車在行駛中為了達(dá)到所希望的速度，通過操縱調(diào)整開關(guān)，駕駛員不必踩踏油門調(diào)整車速，汽車也能以設(shè)定的車速進(jìn)行定速行駛的裝置。這個裝置的優(yōu)點主要體現(xiàn)在于，當(dāng)在高速公路上長時間行駛時，能夠減輕駕駛員的疲勞；且對緊急情況動作解除的可靠性與對排除裝置故障等安全性方面作了充分的考慮第三章正文(宋體小四號，首行縮進(jìn)二字符，1.5倍行間距，正文略)結(jié) 論正文(宋體小四號，首行縮進(jìn)二字符，1.5倍行間距，正文略)致 謝正文(宋體小四號，首行縮進(jìn)二字符，1.5倍行間距，正文略)參考文獻(xiàn)1吳易明國際會展業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、特點及其對中國的借鑒江西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報,2004,(2)(參照此例)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入cnki中國知識資源總庫，在中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文密級：公開保密（_年_月至_年_月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_ 導(dǎo)師簽名：_年_月_日 _年_月_日獨 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名: 二一年九月二十日畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，