《汽車轉向輔助控制系統(tǒng)設計（論文）》

一、緒論（一）研究背景隨著世界科學技術的進步，汽車已成為每個家庭必不可少的交通工具。在一些工業(yè)化國家，家用汽車的普及率已達到70%以上。中國汽車市場在世界汽車市場中的份額不斷增加。根據(jù)全球網(wǎng)絡的報告，中國汽車工業(yè)的增長速度已達到全球汽車工業(yè)的72%。無疑，中國正在發(fā)展，中國的汽車普及率正在逐步提高?；陔娮涌刂频能囕v控制技術是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。電子控制是現(xiàn)代產(chǎn)品中的一種技術產(chǎn)品。它們的主要優(yōu)點是節(jié)能減排，以及改善的性能和安全性。近年來，在汽車控制系統(tǒng)中使用的電子產(chǎn)品的比例有所增加。據(jù)有關統(tǒng)計，機動車輛的電子控制技術已達到機動車輛產(chǎn)品創(chuàng)新的90%。隨著環(huán)境保護和安全要求的提高，新能源產(chǎn)品和技術逐漸被引入汽車系統(tǒng)。2010年，中國汽車電子市場的規(guī)模顯著增加。即使在2008年金融危機席卷全球時，中國電子市場仍然增長了11.3%。這表明未來的中國汽車電子市場潛力巨大。從一般情況來看，汽車由許多先進的控制系統(tǒng)組成，例如：汽車牽引系統(tǒng)，汽車穩(wěn)定系統(tǒng)，汽車轉向系統(tǒng)和汽車懸架系統(tǒng)。其中，汽車轉向系統(tǒng)的功能是控制汽車的行駛方向。與摩托車和自行車不同，汽車轉向系統(tǒng)是指輔助系統(tǒng)，駕駛員可以在其中控制汽車以改變運動方向。對于我們通常每天看到的家用汽車，汽車轉向的過程是：駕駛員轉動方向盤以向齒輪機構施加力，并且齒輪比用于移動連接前輪的水平軸。因此，汽車的前輪向方向盤轉動一定角度。常規(guī)機械液壓轉向系統(tǒng)的轉向輔助由液壓泵和其他設備提供。在低速轉彎或停車時，特別是對于力量較小的駕駛員而言，轉向過低，嚴重地妨礙了駕駛，為此，引入了由電動機驅動的轉向系統(tǒng)。（二）研究意義與其他轉向系統(tǒng)相比，用于汽車的轉向輔助控制系統(tǒng)具有以下特性和優(yōu)點：（1）節(jié)約能源。用于汽車的轉向輔助的控制系統(tǒng)直接由輔助馬達支持，輔助性能由電子控制單元控制，該原理顯然可以節(jié)省燃料。另外，汽車轉向輔助控制系統(tǒng)完全消除了液壓部件，解決了液壓系統(tǒng)漏油的問題。（2）效率高。液壓助力轉向系統(tǒng)的電動機連續(xù)驅動液壓泵工作，這會浪費能量，而汽車轉向系統(tǒng)的輔助轉向系統(tǒng)僅在需要時且能量利用率高時才提供動力。（3）路感強。手動輸入扭矩和車速決定了汽車轉向輔助控制系統(tǒng)所支持的動力。汽車轉向輔助控制系統(tǒng)可以在不同的條件下（不同的地面，不同的速度）獲得最佳的駕駛體驗，這可以確保車輛在高車速下安全穩(wěn)定，并且在低車速下汽車轉向省力。（4）結構簡單。用于機動車的轉向輔助的控制系統(tǒng)包括一些部件和緊湊的結構，該結構對于整體布置和安裝是簡單的。（5）成本低，可控性強。批量生產(chǎn)后的總成本低于液壓助力轉向。此外，可通過軟件將用于汽車轉向輔助的控制系統(tǒng)編程為不同的車型，從而降低成本并縮短開發(fā)周期。汽車轉向輔助控制系統(tǒng)是汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，是一種性能優(yōu)越，環(huán)保的新型零部件。對汽車轉向控制系統(tǒng)的深入研究可以提高中國汽車工業(yè)的核心技術水平，使中國能夠效仿外國汽車公司的汽車發(fā)展軌跡，并掌握電動助力轉向的核心技術。因此，本文對汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的研究，特別是控制系統(tǒng)的設計和開發(fā)進行了深入的討論和研究。（三）國內外研究現(xiàn)狀1.國外研究現(xiàn)狀汽車穩(wěn)定性控制是在ABS和ASR的基礎上發(fā)展起來的。最初的汽車穩(wěn)定性控制概念是在ABS和ASR的基礎上加以算法上的改進，使之能部分解決汽車的穩(wěn)定性問題，但此時的系統(tǒng)還不能稱之為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，只是在ABS和ASR基礎上的改進。上世紀90年代初，各個生產(chǎn)廠商開始了關于汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)相關的研究。BMW公司與BOSCH公司合作于1992年在ABS/ASR的基礎上開發(fā)出車輛的動力學穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC)REF_Ref6317\w\h[1]，它是通過橫擺角速度反饋控制來調節(jié)發(fā)動機的輸出扭矩，從而實現(xiàn)了對車輛行駛方向性和穩(wěn)定性的控制。該系統(tǒng)安裝在BMW850Ci轎車上，這種系統(tǒng)只是在原有的ABS/ASR的基礎上增加了方向盤轉角傳感器，通過兩內外非驅動輪的輪速差來間接估算的，在極限工況下這種估算是不準確的。1994年和1996年BMW公司與BOSCH公司在DSC的基礎上分別開發(fā)出了第二代和第三代系統(tǒng)REF_Ref7839\w\h[2]。但考慮到系統(tǒng)的成本，最早出現(xiàn)的穩(wěn)定性控制所用的傳感器很少，汽車的橫擺角速度大多是通過內外車輪的轉速差間接估計得到的，因此在一些汽車行駛的復雜工況下很難保證汽車的穩(wěn)定。1995年，BOSCH公司提出的VDC以及TOYOTA公司提出的VSC的概念REF_Ref8622\w\h[3]，都是通過直接測量汽車的行駛中的橫擺角速度、側向加速度的信號，因此擴大了汽車穩(wěn)定性系統(tǒng)的應用范圍。在這一階段，基于這種組成結構的汽車穩(wěn)定性控制算法開始大量出現(xiàn)，其中Bosch的VDC是其中比較典型的控制方法之一，它采用車輛實際運行狀態(tài)與車輛理想運動狀態(tài)的誤差反饋來決策汽車的橫擺力矩，并通過差動制動或對發(fā)動機的控制實現(xiàn)對汽車橫擺運動的調節(jié)，這一控制方法也是現(xiàn)在汽車穩(wěn)定性控制中比較常用的控制方怯。初期的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)大多應用在高檔的轎車或商用車上。2001年，AdvancTrac汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)成為第一個應用于經(jīng)濟型汽車上的系統(tǒng)。控制策略和算法的開發(fā)是汽車穩(wěn)定性控制開發(fā)的核心工作。常用的控制方法有：采用車輛實際運行狀態(tài)與車輛理想運行狀態(tài)的誤差反饋來決策車輛的控制橫擺力矩，并通過差動制動或對發(fā)動機的控制實現(xiàn)對車輛橫擺運動的調節(jié)REF_Ref11643\w\h[4]?；谲嚿韨绕呛蛙嚿韨绕堑淖兓实南嗥矫娣椒ǚ治鲕囕v在緊急轉向時的穩(wěn)定性，并采用相應的控制方法實行控制。如基于橫擺角速度偏差值的門限控制方法；采用橫擺角速度、側偏角、側向加速度作為反饋信號的PID控制方法REF_Ref12130\w\h[5]。2.國內研究現(xiàn)狀國內對汽車轉向動力學穩(wěn)定性控制的研究起步較晚，到目前為止，只有少許汽車（如奧迪A6、新式帕薩特）上安裝了汽車動力學穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，并且沒有自己的實際開發(fā)系統(tǒng)的能力，大多數(shù)學者只是基于理論研究。張成寶REF_Ref9511\w\h[6]從理論上對汽車動力學穩(wěn)定性控制策略進行了分析，分別采用單一變量和多變量為控制參數(shù)進行了控制，并且分別以橫擺角速度、橫擺角加速度、左右輪速差為單控制變量，采用了傳統(tǒng)的PID控制算法，多變量控制釆用了以轉向角和橫擺角速度的反饋控制方法和以橫擺角速度和整車側偏角為控制參數(shù)的最優(yōu)控制方法。田佳卿等人REF_Ref12793\w\h[7]在汽車二自由度分析模型的基礎上，設計了以橫擺角速度為控制變量并基于單神經(jīng)元控制器的自適應控制系統(tǒng)，通過固定方向盤轉角仿真，自適應控制有更好的控制性能，但是沒有考慮算法的穩(wěn)定性以及制動力的具體分配問題。徐巍等人REF_Ref13678\w\h[8]根據(jù)所設計的汽車轉向輔助系統(tǒng)，利用PID控制原理提出控制原理圖，建立汽車模型、Matlab框圖、汽車ADAMS三維模型，并進行汽車轉向輔助系統(tǒng)聯(lián)合仿真。鄒輝等人REF_Ref14471\w\h[9]分析汽車失穩(wěn)的原因，提出汽車穩(wěn)定性控制的關鍵是控制輪胎縱、側向力的分布，而輪胎的縱、側向力又受到滑移率、側偏角和垂直載荷等因素影響。宋丹丹REF_Ref15425\w\h[10]通過建立汽車及轉向狀態(tài)下的動力學模型，提出基于模糊控制器的汽車防側滑控制方案。朱宏波REF_Ref15712\w\h[11]在ESC系統(tǒng)基礎上，對ESC系統(tǒng)控制策略進行了深入研究，優(yōu)化了控制系統(tǒng)的算法和系統(tǒng)的可靠性。王建濤REF_Ref17430\w\h[12]對比前輪轉向和四輪轉向車輛的側向運動控制進行研究，提出了三種控制策略和兩種控制系統(tǒng)。并通過對比分析各個方案的可行性得出了一種滑模自適應控制方法設計的控制器。楊益提REF_Ref18442\w\h[13]出了基于載荷轉移比等高線的側翻預警，并依此提出一種磁流變閥控半主動懸架汽車側翻控制方案。薛健REF_Ref19203\w\h[14]以橫向載荷轉移率作為判斷依據(jù)，提出了通過差動制動技術改變車輛的轉向特性和力學性質來調整汽車運動狀態(tài)的一種防側翻系統(tǒng)。3.研究述評汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的控制原理類似于汽車牽引力控制系統(tǒng)。牽引力控制系統(tǒng)依靠電子傳感器探測到從動輪速度低于驅動輪時(這是打滑的特征)，就會發(fā)出一個信號，調節(jié)點火時間、減小氣門開度、減小油門、降擋或制動車輪，從而使車輪不再打滑REF_Ref19899\w\h[15]。此類系統(tǒng)一般用于高端車型，技術比重較高。國外部分高端品牌應用較多例如的\t"/baike/154/_blank"奔馳的ASR系統(tǒng)，\t"/baike/154/_blank"豐田的TRC系統(tǒng)，\t"/baike/154/_blank"寶馬的DTC系統(tǒng)，\t"/baike/154/_blank"凱迪拉克的TCS系統(tǒng)等。國內品牌應用則較為少見。汽車轉向輔助控制系統(tǒng)目前主要的控制方式為制動力矩控制。制動力矩控制是對將要空轉的驅動輪施加制動力，把發(fā)動機輸出的多余轉矩在制動器上消耗掉，控制車輪的滑轉率在期望的范圍內，其方法類似ABS。制動控制方式比發(fā)動機控制方式響應速度快，能有效地防止汽車起步時或者從高附著路面突然躍變到低附著路面時車輪的空轉。制動控制方式還能對每個驅動輪進行獨立控制，與差速器鎖止裝置具有同樣的功能。（四）研究內容本文主要是設計研究汽車轉向輔助控制系統(tǒng)，設計主要分為以下6個部分：第一部分：論文的緒論部分，介紹課題的研究背景、研究意義以及研究現(xiàn)狀，為研究設計提供參考依據(jù)。第二部分：汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的知識介紹，包括有：轉向系統(tǒng)的組成、工作原理以及主要的控制部件。第三部分：對汽車轉向輔助控制系統(tǒng)進行總體方案設計。第四部分：對汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的硬件部分進行設計，包括有：系統(tǒng)控制硬件圖、控制電路設計、電機驅動電路設計以及傳感器接口電路設計。第五部分：對汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的軟件部分進行設計，主要包括有：控制系統(tǒng)的軟件設計、工控系統(tǒng)的軟件設計以及系統(tǒng)上位機的設計。第六部分：設計的總結部分，總結整個系統(tǒng)的主要設計內容。二、汽車轉向輔助控制系統(tǒng)介紹（一）汽車轉向輔助控制系統(tǒng)組成汽車轉向輔助系統(tǒng)的控制系統(tǒng)結構如圖2.1所示。它主要由三個模塊組成：信號采集單元，電子控制單元和動力轉向。其中，信號檢測單元包括扭矩傳感器，車速傳感器，電流傳感器和其他傳感器。傳感器與整個系統(tǒng)的精度和速度有關，其中電子控制單元是我們通常所說的汽車轉向控制系統(tǒng)。負責信號處理，決策支持工作模式以及確定輔助電機提供的輔助功率（與輔助目標電流大小成線性關系，以便通常與輔助電流大小一起顯示）的核心技術選擇了合適的控制策略通過實際電流控制目標電流。動力轉向機構包括伺服電動機，轉向軸，轉向齒輪，電磁離合器和減速機構。圖2.1汽車轉向輔助控制系統(tǒng)結構圖（二）汽車轉向輔助控制系統(tǒng)工作原理如圖2.1所示，在轉向柱輔助的汽車轉向輔助控制系統(tǒng)中，扭矩傳感器安裝在轉向軸上。如果不需要轉向過程，則增壓電動機不必運行。當需要進行轉向操作時，通過手動操縱方向盤來轉動轉向軸，從而使安裝在轉向軸上的扭矩傳感器工作并接收電子控制單元；扭矩傳感器轉換的電扭矩信號以及車速傳感器，電子控制單元收集的車速信號；根據(jù)這些和這些值確定輔助電動機的旋轉方向和輔助電動機的轉矩（用輔助電流的大小表示），然后將其傳遞到增壓電動機，然后通過電磁離合器和減速機構將轉向軸直接驅動到提供轉向所需的動力，并連接至增壓電動機并實現(xiàn)基本的動力控制功能。在不同的速度下，汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的性能也不同。低速時所需的轉向力較大，為了確保車輛在低速時高速行駛時的舒適性，此時必須提供大量動力，因此，為了防止這種情況發(fā)生，轉向力較低。車輛在高速行駛過程中會打滑和顫動，以確保在高速條件下的安全性和穩(wěn)定性。（三）汽車轉向輔助控制系統(tǒng)主要部件此設計項目的車身底盤使用帶有配重的鐵塊。卸下所有車輛的發(fā)動機，變速箱，汽車座椅和電氣設備后，請在原始零件上安裝平衡重。將整車的重量保持在1.8噸，以使整車和實際車輛的整備質量和質量分布相同。一方面，直接實現(xiàn)結構顯示功能，另一方面，保留了車輛的轉角傳感器G85和扭矩傳感器G269，并且可以直接使用車輛的轉向機構和傳感器。在此基礎上，開發(fā)了更多的動力馬達選擇和控制ECU的額外設計，并開發(fā)了用于汽車轉向助力的控制系統(tǒng)，包括：具有轉向助力馬達而不是手動轉向操作的電動助力轉向控制系統(tǒng)和PLC工作狀態(tài)模擬系統(tǒng)。圖2.2是為此項目開發(fā)的用于汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的簡化示意圖。圖2.2汽車轉向輔助控制系統(tǒng)簡化原理圖1.控制單元ECU控制單元ECU的作用：當車輛的轉向輔助控制單元執(zhí)行轉向操作時，用手旋轉方向盤以旋轉轉向軸，從而使安裝在轉向軸上的扭矩傳感器工作，電子控制單元的ECU接收扭矩傳感器扭矩傳感器檢測到的電動扭矩信號和由車速傳感器，電子控制單元檢測到的車速信號相應地確定了輔助電動機的旋轉方向和輔助電動機的扭矩（以輔助電流的大小表示），并將這些值傳輸?shù)捷o助電動機，然后通過電磁離合器連接輔助電動機以及減速機構，并直接驅動轉向軸以提供轉向所需的輔助動力，從而為轉向系統(tǒng)提供額外的轉向扭矩。在設計用于汽車轉向的輔助控制系統(tǒng)時，當前大多數(shù)控制控制芯片都使用單芯片系統(tǒng)：有8位和16位類型，有些使用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制單元。汽車上最常用的Freescale單片機是主控制單元。具體型號為16位MC9S12DP256單片機，適用于高端汽車的電子控制。2.轉矩傳感器轉矩傳感器是汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，其性能會影響整個系統(tǒng)的性能。其功能是通過電信號記錄駕駛員施加在方向盤上的扭矩的大小和方向，并將其發(fā)送給ECU?？刂茊卧狤CU從扭矩傳感器接收電扭矩信號，并從車速信號，發(fā)動機轉速信號等接收信號，以根據(jù)設計的控制策略提供幫助。扭矩傳感器在汽車轉向輔助控制系統(tǒng)中至關重要。扭矩傳感器主要是接觸式和非接觸式傳感器。為此設計選擇的扭矩傳感器是具有電磁感應的扭矩傳感器。圖2.3顯示了電磁感應扭矩傳感器的結構。圖2.3電磁感應式轉矩傳感器的結構圖扭矩傳感器工作原理如圖2.4所示，磁轉子和轉向柱的結構是一體的結構。類似地，磁阻傳感器元件和轉向小齒輪連接塊的結構是一體的結構。此時，轉向柱連接塊和轉向小齒輪連接塊向后移動，即，磁轉子和磁阻檢測元件向后移動，從而可以相應地測量轉向扭矩的大小并將其傳輸?shù)娇刂茊卧?。圖2.4電磁感應式轉矩傳感器工作原理圖3.車速傳感器如圖2.5所示，它是具有電磁感應的車速傳感器的結構。在空間上，車速傳感器永久安裝在變速箱周圍。原則上，系統(tǒng)的左右部分形成電磁感應系統(tǒng)。感應線圈中的磁通量發(fā)生變化，發(fā)生電磁感應并產(chǎn)生感應電壓。圖2.5電磁感應式車速傳感器結構圖如圖2.6所示，示波器測量的感應電壓曲線類似于正弦曲線，可以通過設置電路將其轉換為方波曲線。用示波器測量方波信號的頻率，然后測量輪胎半徑并根據(jù)計算公式確定車速。圖2.6感應電壓曲線本次設計拆卸發(fā)動機等，僅留下汽車的懸架和轉向機構，汽車的車輪無法轉動。因此，在設計中使用直流電動機（12V；80W；怠速：3800rpm），發(fā)動機轉速控制器和帶有相同車齒數(shù)的信號板來模擬車速和發(fā)動機轉速。原理圖如圖2.7所示：圖2.7速度信號模擬裝置4.減速機構和離合器汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的減速機構直接連接至助力馬達，從而減慢并增加扭矩。當前，減速機構具有兩種主要形式：行星齒輪減速機構和蝸輪減速機構。蝸輪減速機構通常用于動力轉向輔助控制系統(tǒng)，行星齒輪減速機構通常用于動力輔助轉向系統(tǒng)和齒條輔助轉向系統(tǒng)，轉向柱車輛，轉向輔助控制系統(tǒng)減速機構的結構如圖2.8所示。該構造使用蝸輪減速機構。電磁離合器通過減速機構連接到增壓電動機。減速機構增加扭矩后，將直接驅動增壓電機以產(chǎn)生轉向所需的動力。當電磁離合器關閉時，后兩個關閉，而當電磁離合器打開時，后兩個打開，從而提供安全保護。如果車速過高并且車輛的轉向輔助控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，則該系統(tǒng)會斷開電磁離合器的連接，并且伺服電動機會停止工作。轉向系統(tǒng)從電動轉向轉向純手動轉向，以確保轉向系統(tǒng)正常工作并且車輛繼續(xù)安全行駛。圖2.8蝸輪蝸桿減速機構結構圖5.助力電機該設計支持電動機的附加選擇設計，以提供電氣支持。汽車的轉向輔助控制系統(tǒng)由增壓發(fā)動機支持，不同的增壓電動機具有不同的增壓效果。增壓發(fā)動機的性能直接影響機動汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的性能。輔助馬達也是用于機動車輛的轉向支撐的控制系統(tǒng)的重要組件之一。用于機動車輛的轉向輔助的控制系統(tǒng)對增壓電動機提出了許多要求。具體而言，要求是：（1）常規(guī)的車載電源是12V直流電源，選擇放大器電機的標稱工作電壓最好是12V，同時，放大器電機的標稱電流和標稱功率也應該大并且提供大扭矩。（2）安全性高，易于控制，調節(jié)發(fā)動機轉速的范圍大，發(fā)動機在低速時能平穩(wěn)運行，扭矩波動小，噪音低。（3）選型時，助力電動機的尺寸要盡可能小，這進一步減輕了重量和轉動慣量，也適合于結構和安裝。（4）升壓電機受阻時可產(chǎn)生升壓效果。如果某些重型車輛出現(xiàn)故障，則車輛的轉向控制系統(tǒng)可以提供相反的助力方向。圖2.9助力電機結構常見的助力電動機和電子控制單元的ECU有兩種連接方法：一種是獨立的，兩種是分開的，另一種是集成的。圖2.9顯示了增壓電機的通用結構。表2.1不同種類助力電機特點比較感應電動機永磁有刷電動機永磁無刷電動機開關磁阻電動機結構特點三相定子鋁或銅籠轉子無永磁體轉動繞組機械換向器三相定子永磁轉子電子換向四相定子鋼鐵轉子無轉子繞組無永磁體負荷效率90-92%85-97%85-97%78-86%系統(tǒng)復雜程度驅動電路復雜控制器簡單控制器簡單高低復雜使用技術成熟成熟發(fā)展中發(fā)展中可靠性一般較好優(yōu)較好力矩波動小設計電機考慮通過電磁設計考慮由電磁設計和電子控制考慮功率密度中中高中上表2.1在結構特性，效率，系統(tǒng)電路的復雜性，技術成熟度，可靠性，轉矩波動等方面對不同類型的增壓電動機進行了全面比較。由于對控制電路的復雜性，電動機技術，永磁有刷電動機和無刷電動機的成熟度和可靠性進行了廣泛的分析，永磁電動機具有更大的優(yōu)勢，可以用作選型的參考。根據(jù)該信息進一步示出，用于汽車的轉向輔助的控制系統(tǒng)的增壓電動機大多使用無刷永磁直流電動機或無刷永磁直流電動機。永磁直流電動機通常更適合于需要較少最大支撐的中小型車輛。一方面，永磁直流電動機系統(tǒng)具有低復雜性，簡單的控制和低廉的價格。另一方面，該技術更加成熟可靠。無刷永磁直流電動機更適合需要更多支撐的重型車輛。首先，有刷永磁直流電動機具有高功率密度并可以提供更高的扭矩。另一方面，將它們與其他發(fā)動機系統(tǒng)進行比較，低復雜度和易于控制。根據(jù)上面的需求分析，此設計中使用的增壓電動機是有刷永磁直流電動機。電機性能參數(shù)在表2.2中列出。表2.2助力電機參數(shù)參數(shù)類別參數(shù)值輸出功率230W額定電壓12V額定電流30A額定轉速1500r/min額定轉速0.98N*m三、汽車轉向輔助控制系統(tǒng)整體設計方案（一）控制器的基本結構汽車轉向輔助控制器如圖3.1所示。控制器主要由以下部分組成：MC9S12DP256主控制微控制器，扭矩信號檢測電路，點火使能信號，車速信號檢測電路，增壓器電流檢測電路和增壓器驅動電路。扭矩傳感器將扭矩信號轉換為電壓信號，經(jīng)過濾波處理后，可以直接從單片機的A/D端口檢測到該電壓信號。發(fā)動機轉速信號起著至關重要的作用，因此汽車轉向輔助控制系統(tǒng)可以從車速開始，這一信號很重要，用于決策。在這種結構中，使用具有相同車齒數(shù)的12VDC電動機，電動機控制器和信號板來模擬車速和發(fā)動機轉速，然后通過內置在微控制器中的A/D進行檢測。霍爾電流傳感器將電流值轉換為電壓值信號，然后通過內置于單片機中的A/D轉換進行記錄。該系統(tǒng)的工作過程是：將扭矩傳感器轉換后的電壓信號和模擬采集的車速信號發(fā)送至控制器，并轉換控制器的設計支撐特性，以獲得輔助電機的目標電流值，最后根據(jù)相應的控制策略確定PWM。發(fā)動機的工作循環(huán)，驅動輔助發(fā)動機工作并提供額外的轉向扭矩。圖3.1汽車轉向輔助控制器基本結構圖（二）控制系統(tǒng)整體設計在該設計中，設計了一種用于汽車轉向輔助控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過方向盤力學測量和控制系統(tǒng)來控制方向盤的速度和角度，該系統(tǒng)可代替手并實時返回方向盤的扭矩。由于汽車卸下了發(fā)動機，變速箱和其他驅動器，因此僅保留了汽車的底盤。而且轉向單元，車輪無法轉動，PLC觸摸屏上的多合一機器可模擬不同的工作條件和車速。這兩個構成了汽車轉向助力器的控制系統(tǒng)。圖3.1顯示了用于汽車轉向輔助的控制系統(tǒng)的原理。機動車轉向輔助系統(tǒng)的整個控制系統(tǒng)分為三個部分。第一部分是車輛機構的一部分，包括車輛底盤的懸架，車輛的轉向機構和系統(tǒng)傳感器，車輛的轉向輔助控制系統(tǒng)的設計控制器。第二部分是轉向輔助手動轉向模塊的控制系統(tǒng)，第三部分是用于模擬工作狀態(tài)的控制柜部分，包括集成在主機PLC觸摸屏中的機器以及用于控制工作狀態(tài)模擬的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本設計的汽車轉向輔助控制系統(tǒng)如圖3.2所示，其中左側是包含汽車底盤的車輛部件和使用本文所述控制器的轉向輔助控制系統(tǒng)，右側是包含PLC觸摸屏的控制柜部件，用于計算機和主機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?？刂齐娐肺挥跈C柜中，這兩個部分通過線束連接。圖3.2汽車轉向輔助控制系統(tǒng)原理圖由于方向盤的動力難以控制和調節(jié)以提供手的動力并測試支撐性能，因此在本文中開發(fā)了一種轉向輔助系統(tǒng)來代替手動轉向系統(tǒng)。方向盤的速度由方向盤力學測量和控制系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)取代了人的手。角度和實時返回方向盤扭矩。在本文中，開發(fā)了一種PLC觸摸屏多合一機器，可以模擬不同的工作條件和車速，這兩個構成了汽車的轉向輔助系統(tǒng)。圖2.11顯示了用于汽車轉向輔助的控制系統(tǒng)的原理。汽車轉向輔助系統(tǒng)的整個控制系統(tǒng)分為三個部分。第一部分是車身機構的一部分，包括車輛的懸架，車輛的預留轉向機構和系統(tǒng)傳感器，轉向輔助系統(tǒng)的設計控制。第二部分是轉向輔助系統(tǒng)手動轉向模塊，第三部分是用于模擬工作狀態(tài)的控制柜部分，包括集成在主機PLC觸摸屏中的機器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于控制工作狀態(tài)的模擬。本文中設計的用于汽車轉向的輔助轉向系統(tǒng)的左側部分是本文檔中描述的車輛部分，包括車輛底盤和本文中描述的用于汽車轉向的附加控制系統(tǒng)，右側部分是控制柜的一部分，包括PLC觸摸屏中的那些部分，集成機和主機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，控制電路位于機柜中，這兩個部分通過線束連接。首先是轉向輔助系統(tǒng)的設計，而不是手動轉向?；谄嚪较虮P，在汽車方向盤的后部安裝了同步嚙合機構和動力轉向電機機構，以啟動動力轉向電機，而不是手動輔助，正負180度轉向限制控制。在該系統(tǒng)中，大齒輪安裝在方向盤的轉向柱上，并用合適的一字螺絲固定，并且兩者相互連接。其中，安裝在轉向柱上的大齒輪和傳動機構的小齒輪由轉向柱的直徑和傳動比決定。增壓電動機通過減速機構驅動小齒輪，以驅動大齒輪旋轉。大齒輪安裝在方向盤柱上，并通過螺絲槽集成到方向盤中，因此大齒輪傳動裝置同時驅動方向盤轉動。其次，轉向輔助電機的選擇和調試以及減速器的選擇。選擇動力轉向電機而不是便宜的步進電機的原因是：（1）穩(wěn)定性好：動力轉向電機可以在低速下平穩(wěn)運行，并具有較小的抖動和較高的穩(wěn)定性。（2）良好的舒適性：動力轉向電機熱量和噪音大大降低。（3）控制：動力轉向電機控制位置，速度和扭矩，從而克服了步進電機的問題。（4）良好的動態(tài)性能：動力轉向電機對加速和減速反應迅速。（5）速度達到標準：動力轉向電機的額定速度通常為2000-3000rpm，高速性能良好。（6）高精度：動力轉向電機可以將來自驅動電路的脈沖電信號轉換為精確的機械動作。關于類型選擇，轉向助力馬達及其驅動控制器使用松下A5-II伺服，MBDKT2510驅動器型號和動力轉向模型MHMD042PIU。電機的額定電壓為200-240V，最大額定電流為15A，最大速度為3000rpm，額定功率為400W，具有較高的慣性。最后，PLC觸摸屏的多功能一體機可模擬不同的運行條件和車速設計。模擬的車速和發(fā)動機轉速必須由PLC控制。此外，方向盤前進和后退停止的仿真需要PLC控制，主要是軟件設計工作。四、汽車轉向輔助控制系統(tǒng)硬件設計（一）控制系統(tǒng)硬件圖在該控制設計中，選擇了MC9S12DP256單片機作為主控制?？刂破鹘邮沼膳ぞ貍鞲衅鬓D換的電扭矩信號和由車速傳感器收集的車速信號。集成控制策略確定電機的目標電流大小。發(fā)動機的驅動電路驅動發(fā)動機以提供轉向輔助。汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的硬件框圖如圖4.1所示?？刂朴布娐钒▎纹瑱C系統(tǒng)，輸入脈沖檢測電路，模擬輸入電路，I/O輸入電路，PWM驅動電路，CAN接口電路等。此外，還有電源電路和通信電路。該設計使用12V直流電動機來模擬車速，并且通過內置于工作狀態(tài)模擬系統(tǒng)中的PLC觸摸屏機來控制車速，從而可以通過A/D直接捕獲車速信號?；魻杺鞲衅鞲袦y到電動機電流，升壓電動機的實際電流通過A/D采集模塊輸出。汽車轉向輔助控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的信號預測車輛的工作狀態(tài)，然后根據(jù)設計的控制算法調整給定的控制量，然后將控制信號發(fā)送到助力器電動機，以控制助力電機的助力大小和方向。圖4.1汽車轉向輔助控制系統(tǒng)硬件圖（二）控制系統(tǒng)電路設計主控制單元是整體控制的核心，選擇核心控制芯片時需要考慮許多方面。根據(jù)汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的特性，本文的主控制單元使用MC9S12DP256微控制器。1.MC9S12DP256單片機簡介通過這種結構，汽車中最常用的Freescale單片機被選作主控制單元。具體型號為16位MC9S12DP256單片機，適用于高端車輛的電子控制。其特點如下：（1）16位MC9S12單片機16位雙核單片機，性能優(yōu)越，具體參數(shù)如表4.1所示。表4.1MC9S12單片機參數(shù)參數(shù)類別參數(shù)值RAM（KB）12FLash（KB）256EEPROM（KB）4（2）A/D轉換模塊一個16通道10位A/D轉換就足夠了。A/D轉換的完成觸發(fā)一個中斷，轉換結果左右對齊，轉換完成后自動調用低功耗模式。（3）PWM模塊PWM模塊具有八個PWM通道，每個通道都有一個可編程的周期和一個可編程的占空比，因此八個通道中的每個通道都可以控制頻率和占空比，八個通道具有自己的計數(shù)器和寬范圍的頻率可以選擇編程時鐘選擇邏輯已經(jīng)過調整，可以立即停止。（4）增強型輸入捕捉時間模塊計數(shù)器為16位，可產(chǎn)生七個頻率，它具有八個可編程的擴展輸入采集和輸出比較通道。（5）五個CAN模塊每個CAN有兩個接收緩沖區(qū)和三個發(fā)送緩沖區(qū)。每個CAN都有四個獨立的中斷通道。（6）串行接口它具有兩個異步串行全雙工通信接口模塊SCI，一個總線接口I2C和三個同步串行外圍設備接口SPI。（7）112腳LQFP封裝該芯片采用5V電源，總線速度為25MHz，A/D轉換采用5V，可用于BDM調試?？刂朴布娐返闹骺刂茊卧鶕?jù)汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的特性，并結合上述芯片參數(shù)和特性，選擇微控制器MC9S12DP256。2.MC9S12DP256主控電路設計控制ECU的單片機系統(tǒng)電路的設計主要包括電源電路，時鐘電路，復位電路和BDM接口電路，串行通信電路和CAN通信電路的設計。MC9S12DP256微控制器系統(tǒng)的主電路單元如圖4.2所示。每個電路的功能如下所示。圖4.2MC9S12DP256主電路單元圖（1）電源電路MC9S12DP256內部使用2.5V電壓，該電壓由集成穩(wěn)壓器模塊提供，外部使用+5V電源。內部低電壓可以加快CPU的運行速度并降低功耗。I/O端口中使用的較高電壓可以更好地承受外部干擾。綜上所述，復雜工作環(huán)境的控制系統(tǒng)可以使用MC9S12DP256微控制器。由于車輛的車載電源為12V，因此有必要通過轉換電路將+12V轉換為+5V用于單片機。電路如圖4.3所示。圖4.3電源電路（2）時鐘電路時鐘電路是單片機工作系統(tǒng)中最重要的組成部分。常規(guī)MC9S12單片機的時鐘電路設計如下：首先將外部16MHz晶體振蕩器連接到單片機的兩個外部晶體振蕩器輸入接口EXTAL和XTAL，然后通過內部電壓調節(jié)振蕩器和微控制器的鎖相環(huán)增加晶體頻率。從16MHz到24MHz的值，最終達到時鐘電路所需的頻率。時鐘電路如圖4.4和圖4.5所示。圖4.4晶振電路圖圖4.5鎖相環(huán)濾波電路（3）串口通信電路RS-232電平轉換后，它通過單片機中的SCI模塊與計算機通信。單片機可以使用串行驅動電路中的RS-232電平轉換芯片通過通信協(xié)議與計算機進行異步串行通信，如圖4.6所示。圖4.6串口通信電路（4）CAN總線通信電路單片機本身具有CAN，因此可以使用CAN總線驅動器電路來實現(xiàn)CAN控制器和物理總線接口電路。CAN總線的控制電路使用飛利浦的82C250芯片作為總線驅動器的設計（見圖4.7）。圖4.7CAN總線通信電路（5）BDM接口電路BDM接口電路包含兩個子接口電路。一個是BDMIN接口，通過該接口將程序寫入微控制器，另一個是BDMOUT接口，如果應用程序是BDM調試器程序，則用作BDM調試器輸出。如圖4.8所示，它是一個BDM接口電路。圖4.8BDM接口電路（三）電機驅動電路設計助力電動機的驅動電路用于控制和驅動增壓電動機，以更好地提供增壓性能。增壓電動機驅動電路主要由直流電動機控制器，由四個MOSFET管組成的H橋電路和安全繼電器組成。由扭矩傳感器轉換的電壓信號和通過仿真檢測到的車速信號被發(fā)送到控制器，并且通過控制器中設計的升壓特性轉換升壓電動機的目標電流值。最后，根據(jù)相應的控制策略獲得發(fā)動機的PWM控制空氣比使發(fā)動機運轉。如果目標電流異常，能及時切斷電源。1.BTS7960驅動芯片測量和控制H橋電路由四個MOSFET組成。當同時打開Q1和Q4，關閉Q2和Q3時，電動機正轉，如圖4.9所示。如果Q2和Q3同時打開，則Q1和Q4將關閉，電機反轉，如圖4.10所示。圖4.9H橋電路電機正轉圖4.10H橋電路電機反轉對于H橋驅動電路，在選擇MOSFET型號時，應充分考慮MOSFET的反向電壓值，電機的額定電流，額定電壓等。在本文中，選擇BTS7960作為驅動電路的主芯片。2.驅動電路設計如圖4.11所示，這是電動機驅動器的電路圖。74LS244芯片的功能是將大電流與MC9S12DP256隔離。在電動機輸入端使用5V電源時，電路的輸出為0。如果占空比較小，則輸出電壓較高，否則輸出電壓較低。圖4.11驅動電路圖（四）傳感器接口電路設計1.轉矩傳感器接口電路設計扭矩傳感器的輸出電壓為0-5V，因此可以將輸出直接連接到A/D模塊以對信號進行采樣。圖4.12顯示了扭矩傳感器的接口電路。在信號輸入連接器上增加了一個盒式電路和一個電阻電容電路，以防止模擬輸入中產(chǎn)生的反向電壓過高或過低。圖4.12轉矩傳感器接口電路2.車速傳感器接口電路設計通過這種設計，保留了車速傳感器，并使用具有相同車齒數(shù)的12V直流電動機，電動機控制器和信號板來模擬車速和發(fā)動機轉速。車速由工作狀態(tài)模擬系統(tǒng)中的PLC觸摸屏多合一機器控制，因此可以通過A/D直接記錄車速信號。車速傳感器的接口電路如圖4.13所示。圖4.13車速傳感器接口電路五、汽車轉向輔助控制系統(tǒng)軟件設計（一）控制器軟件設計汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的軟件部分的主要任務包括：系統(tǒng)初始化，收集電動助力轉向系統(tǒng)所需的信號：扭矩信號，車速信號和輔助電動機的目標電流，以及隨后對收集到的值進行A/D轉換。還需要對收集的信號進行數(shù)字濾波。1.主程序設計作為釋放信號的發(fā)動機點火標志著汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的啟動。在信號采集之前執(zhí)行系統(tǒng)初始化，主要包括：時鐘初始化，I/O端口初始化，計時器初始化，AID初始化，PWM初始化，中斷初始化，控制參數(shù)初始化，SCI初始化，CAN初始化等。初始化過程的功能是這樣做初始化單片機的運行環(huán)境，然后方便主循環(huán)程序的運行。如圖5.1所示。圖5.1系統(tǒng)初始化流程圖初始化完成后，將記錄電動助力轉向系統(tǒng)所需的信號：扭矩信號，車速信號和驅動電機的目標電流。在收集了汽車轉向輔助控制系統(tǒng)所需的信號之后，對信號值進行濾波。系統(tǒng)使用每個信號來確定其是否正常運行。如果出現(xiàn)錯誤，則轉向輔助控制系統(tǒng)將無法正常工作，因此不會輸出任何動力，查詢錯誤代碼并進行調試。如果未報告錯誤，則轉向助力器的控制系統(tǒng)將通過CAN總線與車輛的其他單元進行通信?？刂破鞲鶕?jù)接收到的信號值和控制算法指定輔助扭矩，最后通過脈寬調制PWM控制輔助電機的輔助支撐。如圖5.2所示為系統(tǒng)主程序流程圖。圖5.2主程序流程圖2.A/D采集子程序該設計使用12V直流電動機來模擬車速，并且可以直接從A/D捕獲車速信號。因此，在本文中，A/D檢測包括扭矩傳感器信號，霍爾電流傳感器信號和車速傳感器信號的檢測。如圖5.3所示，這是A/D采集的流程圖。采集前，首先進行參數(shù)設置，主要是：掃描時間設置，時鐘頻率轉換設置，掃描通道編號對齊方式，連續(xù)轉換方式設置和對齊結果對齊方式。確定是否已達到定期中斷時間。如果沒有，請繼續(xù)等待主程序。達到定時后，進入中斷，開始A/D轉換，輸出值，最后返回結果。圖5.3A/D采集流程圖3.數(shù)字濾波子程序正確的信號處理可使系統(tǒng)測量最準確地反映系統(tǒng)輸出，消除各種干擾影響。信號在傳輸過程中通常包含其他信號量，包括干擾信號和噪聲信號。如果未處理該信號，則會導致系統(tǒng)振動甚至故障。硬件電路設計的前一部分使用了硬件濾波電路：電源電路設計使用共模電感和濾波電路來大大衰減干擾信號，并且去耦電容器被添加到電源的輸入和輸出。但是，這些濾波器電路是模擬電路，不能用于處理復雜的隨機和低頻干擾。借助軟件，數(shù)字濾波可以滿足要求。數(shù)字濾波方法主要有以下幾種：算術平均法，移動平均法，抗脈沖干擾平均法和數(shù)字低通濾波法。在用于機動車輛的轉向助力器的控制系統(tǒng)中，增壓電動機開始工作的時刻非常大并產(chǎn)生脈沖信號。此外，與其他控制站相比，車輛的外部溫度變化很大，環(huán)境惡劣，電磁干擾和其他電子噪聲脈沖干擾也很強。因此，在本設計中選擇了抗脈沖干擾的平均方法，數(shù)字濾波流程圖如圖5.4所示。如圖所示，平均值法的工作原理是先將A/D轉換收集的信號值存儲在數(shù)組中，然后對數(shù)組進行排序。完成后，去除數(shù)組中的最大值和最小值。對于其他數(shù)據(jù)，使用平均值作為有效值。圖5.4數(shù)字濾波流程圖（二）工控系統(tǒng)軟件設計1.觸摸屏設計綜合考慮綜合性能，價格等因素，本次設計的觸摸屏型號為：MCGS觸摸屏，其主要優(yōu)點是：（1）良好的實時性能：觸摸屏核心具有強大的功能，電阻屏和良好的實時性能。（2）豐富的資源：隨時更新用于不同工業(yè)場景的驅動程序。（3）存儲數(shù)據(jù)：系統(tǒng)具有足夠的存儲空間和壓縮存儲空間。（4）對外開放：該驅動程序不僅具有現(xiàn)有的驅動程序，而且還支持驅動程序自定義。（5）高兼容性：更新的軟件向后兼容，新軟件可用于舊產(chǎn)品。（6）穩(wěn)定性好：簡單方便，適用于各種復雜環(huán)境，運行穩(wěn)定。因此，觸摸屏設計軟件采用與觸摸屏配合的配置軟件：MCGS7.7。打開軟件以創(chuàng)建一個新項目，選擇觸摸屏大小和背景色，然后轉到Workbench設計頁面。在設計工作臺設計頁面時，它主要是在設備窗口和用戶窗口中設計的。其中，用戶窗口通過不同控制元素，文字和動畫的合理組合形成用戶操作端的操作窗口側。設計用戶窗口后，調用設備窗口，調整所使用的PLC模型，并為每個按鈕，滑塊，輸入字段和其他控制元素分配讀寫通道，以方便對PLC程序進行編程控制。圖5.5用戶端主窗口圖5.6用戶操作窗口用戶最終設計的操作主窗口如圖5.5所示，操作的輔助窗口如圖5.6所示。2.PLC程序設計在本設計中，PLC使用三菱FX2N系列PLC。特定型號為FX2N-32MR，帶有4通道模擬DA輸出擴展模塊FX2N-4DA（見圖5.7）。圖5.7所用PLC及其附件在該項目中，基于汽車方向盤的保持，用于汽車轉向輔助的控制系統(tǒng)在車輛方向盤的后方配備有同步齒輪機構和轉向輔助電動機機構。對轉向極限進行正負90度控制，并模擬不同的速度和工況。結合工作內容和要求，可獲得PLC輸入輸出端子和擴展端子：（1）所需的輸入連接為：接近開關1（動力轉向電機的正向和反向開關信號1）接近開關2（轉向助力電機的正向和反向開關信號2）（2）所需的輸出端子是：直流電動機速度控制卡1的啟動和停止（輪速電動機的啟動和停止控制）直流電動機速度控制卡2的啟動和停止（電動機速度電機的啟動和停止控制）轉向助力驅動器的啟動和停止（轉向助力電機的啟動和停止控制）（3）所需的四個DA輸出擴展控制端子是：直流電動機的速度控制卡1的速度控制，0-10V（車輪速度模擬）直流電動機速度控制卡2速度控制，0-10V（電動機速度模擬）轉向輔助驅動器的模擬輸出控制，0-10V（轉向輔助電動機轉矩的模擬控制模式）GXWorks2在項目中用于PLC編程。打開軟件，第一步創(chuàng)建一個新項目，首先確定PLC型號，編程語言類型是梯形圖。完成項目后，根據(jù)汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的設計要求，將PLC程序寫入梯形圖。設計的程序如圖5.8所示。圖5.8PLC控制梯形圖將PLC連接到下載線，設置COM端口，然后單擊通信測試以確保PC和PLC已通信。然后執(zhí)行PLC寫入過程，并將編譯后的程序寫入PLC。（三）系統(tǒng)上位機設計該項目中使用的數(shù)據(jù)采集卡是阿爾泰科技USB5936數(shù)據(jù)采集卡。表5.1列出了所選采集卡的主要參數(shù)。表5.1采集卡主要參數(shù)參數(shù)類別參數(shù)值AD精度（位）12采樣頻率（ks/s）250AD緩存FIFO（K）16增益方式過程控制增益基于LabVIEW軟件，對主機數(shù)據(jù)采集軟件進行編程和設計，該軟件主要用于實時采集車速，扭矩和轉向控制系統(tǒng)電流，并生成汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的輔助特性，其余高級功能由汽車執(zhí)行、指導助手控制系統(tǒng)原理的動畫演示。1.LabVIEW概述虛擬儀器始于1970年左右，是儀器技術和計算機技術發(fā)展的共同產(chǎn)物，是儀器發(fā)展的當前趨勢?！疤摂M儀器”一詞最早是由美國國家儀器公司（NI）提出的。虛擬儀器的工作原理是通過編程將計算機與功能硬件結合在一起，以便用戶可以像操作單元的物理儀器一樣在圖形界面上控制計算機，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理和內存顯示。虛擬儀器與常規(guī)儀器相比具有以下優(yōu)點：（1）性能優(yōu)越，功能強大。虛擬儀器可以使用軟件來實現(xiàn)硬件可以執(zhí)行的功能，包括：數(shù)據(jù)采集和控制，數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)顯示和存儲。某些編程（即軟件設計）在硬件的支持下可以完全實現(xiàn)常規(guī)儀器可以實現(xiàn)的目標。（2）圖形語言編程，簡單易學。以圖形方式對虛擬儀器進行編程時，可以在設計程序時調用先前編寫的驅動程序，從而節(jié)省了時間和精力。（3）具有競爭力的價格和易于維護。與物理儀器相比，虛擬儀器價格合理，并且由于缺乏傳統(tǒng)儀器的復雜物理結構和電路，使得維護和管理更加容易。LabVIEW（實驗室虛擬儀器工程）軟件是NI于1986年推出的功能強大的圖形設計編程軟件，已廣泛用作數(shù)據(jù)采集和儀器控制的標準軟件。2.上位機數(shù)據(jù)采集設計LabVIEW中主機的應用程序設計包括兩個方面的設計：前面板設計和程序框圖設計。前面板的設計用于設計最終主機收集的接口。該設計可以分為三個部分：配置掃描參數(shù)，汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的顯示界面設計，轉向輔助控制系統(tǒng)原理的動畫演示設計。其中，配置采樣參數(shù)包括采樣頻率設置，A/D模式設置，范圍選擇設置，接地模式設置，增益控制字設置，狀態(tài)模式設置，第一通道和最后一個通道設置等。汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的顯示界面是通過組合顯示空間，圖形控件和其他控件來形成顯示界面，并與程序框圖相一致的。另一個高級轉向輔助控制系統(tǒng)原理的動畫演示設計，是通過視頻文件的相對路徑在頁面上播放汽車轉向輔助控制系統(tǒng)的預制SWF視頻文件。在此LabVIEW框圖編程過程中，模塊化結構，驅動器和數(shù)據(jù)處理彼此獨立編程，并在主程序中使用。首先是驅動程序包，包括初始化A/D緩存（請參見圖5.9），初始化A/D設備（請參見圖5.10），創(chuàng)建USB設備（請參見圖5.11）以及讀取驅動程序包。A/D數(shù)據(jù)（見圖）5.12；配置采樣參數(shù)，如圖5.13所示；啟用A/D設備，如圖5.14所示；共享USB設備，如圖5.15所示。（1）初始化A/D緩存圖5.9初始化A/D緩存初始化A/D設備圖5.10初始化A/D設備（2）創(chuàng)建USB設備圖5.11創(chuàng)建USB設備（3）讀取A/D數(shù)據(jù)圖