车辆电控与机电液一体化技术课件.ppt

《车辆电控与机电液一体化技术课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、车辆电控与机电液一体化技术（第一部分）测控基础，ECU，CAN，传感器测控基础1测试系统及其组成测试系统由以下几部分组成：传感器、信号变换与测量电路、显示与记录器、数据处理器，以及打印机等外围设备，如图1.1所示。2控制系统及其组成控制理论在机电领域的广泛应用，主要体现在以下几个方面：图2.1恒温箱的自动控制系统1）机械制造过程正向着自动化、最优化相结合的方向，以及机电一体化方向发展。例如计算机集成制造系统CIMS等。2）为了安全性、并为了降低人们的劳动强度，车辆、船舶、航空航天器等产品的自动控制及其智能化。图1

2、.1测试系统的组成测控基础4）制造和加工过程的动态研究。因为高速切削、强力切削、高速空程等正在日益广泛地应用，同时，加工精度越来越高，0.01μm乃至0.001μm精度相继出现，这就要求把加工过程如实地作为动态系统加以研究，包括计算机仿真及优化。5）在产品设计方面，充分考虑产品与设备的动态特性，然后建立它们的数学模型，进行优化设计。包括计算机辅助设计和试验的研究。6）在动态过程或参数测试方面，正在以控制理论作为基础，向着动态测试方向发展。动态精度、动态位移、振动、噪声、动态力与动态温度等的测量，从基本概念，测试手

3、段到测试数据的处理方法无不同控制理论息息相关。总之，控制理论，微处理机技术同机电一体化的结合，同机械制造技术的结合，将促使这一领域中的试验、研究、设计、制造、管理等各个方面发生巨大的变化。测控基础图2.1是一个恒温箱的自动控制系统。其中，恒温箱的温度是由给定信号电压u1控制的。当外界因素引起箱内温度变化时，作为测量元件的热电偶，把温度转换成对应的电压信号u2，并反馈回去与给定信号u1相比较，所得结果即为温度的偏差信号Δu=u1-u2。经过电压、功率放大后，用以改变电机的转速和方向，并通过传动装置拖动调压器动触头。

4、当温度偏高时，动触头向着减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为止。即只有在偏差信号Δu=0时，电机才停转。这样就完成了所要求的控制任务。而所有这些装置便组成了一个自动控制系统。图2.1恒温箱的自动控制系统测控基础系统要检测偏差，并用检测到的偏差去纠正偏差，在自动控制系统中，这一偏差是通过反馈建立起来的。图2.2为恒温箱温度自动控制系统职能方块图。图中⊕代表比较元件，箭头代表作用的方向。给定量也叫控制系统的输入量，被控制量称为系统的输出量。从图中可以看到反馈控制的基本原理。也可以看到，各职能环节的作

5、用是单向的，每个环节的输出是受输入控制的。总之，实现自动控制的装置可各不相同，但反馈控制的原理却是相同的，可以说，反馈控制是实现自动控制最基本的方法。控制系统主要有开环控制与闭环控制。反馈控制系统的基本组成如图2.3所示。该图表示了这些元件在系统中的位置和其相互间的关系。由图可以看出，作为一个典型的反馈控制系统应该包括反馈元件、给定元件、比较元件(或比较环节)、放大元件、执行元件及校正元件等。给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号，例如，调速系统的给定电位计。图2.2恒温箱温度自动控制系统职能方块图测控基础反馈

6、元件：它量测被调量或输出量，产生主反馈信号，该信号与输出量存在确定的函数关系(通常为比例关系)。例如，调速系统的测速发电机。比较元件：用来比较输入信号和反馈信号之间的偏差。可以是一个差接的电路，它往往不是一个专门的物理元件，有时也叫比较环节。而自整角机，旋转变压器、机械式差动装置却是物理的比较元件。图2.3典型的反馈控制系统方块图测控基础放大元件：对偏差信号进行信号放大和功率放大的元件。例如伺服功率放大器、电液伺服阀等。执行元件：直接对控制对象进行操作的元件。例如执行电机，液压马达等。控制对象：控制系统所要操纵的

7、对象。它的输出量即为系统的被调量(或被控制量)，例如机床、工作台等。校正元件：用以稳定控制系统，提高性能。有反馈校正和串联校正两种形式。传感器1几种工程测控中常用传感器传感器是将被测物理量转换为与之相对应的，容易检测、传输或处理的信号的装置。传感器是测试系统的首要环节，传感器的性能直接影响着整个测试与控制系统的工作可靠性。1）电阻应变片式传感器2）电感式传感器3）电容式传感器工作原理及类型4）压电式传感器5）磁电式传感器6）光电式传感器7）热电式传感器工作原理8）霍尔传感器的基本原理图1.1霍尔元件工作原理传感器

8、霍尔元件的工作原理如图1.1所示。由图可知，霍尔元件为一种半导体四端薄片，其四端均有引出线。其工作原理是：当在其a、b端以电流激励并有垂直于薄片的磁场作用时，在垂直于电流和磁场方向的c、d端会产生与激励电流I和磁场强度H乘积成正比的电动势，这种现象称为霍尔效应，该半导体薄片称为霍尔元件，所产生的电动势EH称为霍尔电动势。式中，KH为霍尔参数。将霍尔元件、放大器、稳压电源、