电控悬架系统的控制原理和控制方法

1、弹性元件

空气弹簧

在空气悬挂系统中，空气弹簧代替了普通悬挂系统的螺旋弹簧。他有一个被卡紧在弹簧底部活塞上的合成橡胶和塑料膜片，一个端盖固定在膜片的上部，并且在端盖上有空气弹簧阀。通过空气弹簧的充气或者放气，保证了恒定的车辆纵倾高度。前空气弹簧安装在控制臂和横梁之间。空气弹簧的下端用卡箍卡紧在控制臂上，而在上端安装在横梁的弹簧座上。前减震器和弹簧是分开安装的。

空气弹簧电磁阀

在每个空气弹簧的上部都安装了一个空气弹簧电磁阀，并且正常情况下电磁阀是关闭的。当电磁阀线圈通电时，活塞移动就会使得到空气弹簧的气路打开。上面这种情况下，空气就会进入空气弹簧，或者从空气弹簧排出。在阀的末端安装了两个O形密封圈，用来密封空气弹簧罩。而阀就安装在类似于散热器承压盖的两成转动作用的空气弹簧罩内。

空气压缩机

空气压缩机的单活塞通过曲轴和连杆带动在缸体内上下运动。电枢连接在曲轴上，因此，电枢的转动就会使得活塞上下运动，当压缩机的输入端接上12V电源时，电枢就开始转动了。在缸体的顶部有进气阀和排气阀。压缩机上安装的硅胶干燥器去除了进入系统空气中的水分。

2、传感器

高度传感器

在空气悬架系统中，位于下控制器臂和横梁之间有2个前高度传感器，而在悬架和车架之间有一个后高度传感器。每个高度传感器都有一个安装传感器上端的磁性滑块。当车辆行程高度发生变化时，磁性滑块就会在传感器下壳内上下运动。传感器下壳上有2个通过电线束连接在控制模块上的电子继电器。

车辆动态悬挂（VDS）系统

车辆动态悬挂（VDS）系统由以下部件组成：

1，双位维护开关；

2，2个前高度传感器；

3，1个后高度传感器；

4，有内部电磁排气阀和空气干燥器的压缩机；

5，控制模块；

6，空气管路；

7，前后混合空气弹簧和减震器；

8，4个空气弹簧电磁阀；

9，压缩机继电器。

3、车辆动态悬挂（VDS）系统

当空气弹簧需要增大空气压力时，控制模块就会使得压缩机继电器闭合，压缩机就开始工作，并且使得空气弹簧的电磁阀适度打开。为了从空气弹簧中排气，控制模块就必须为空气弹簧电磁阀和排气电磁阀通电。车辆动态悬挂（VDS）系统有以下3种工作模式：（1）当点火开关位于断开状态或者闭锁位置，并且所有的车门、举升门和举升门玻璃都是关闭的，悬挂系统就处于跪模式。在这种模式时，控制模块就会使得排气阀和空气弹簧阀打开，并且悬挂高度会慢慢地降低到比规定形成高度低25.4mm的位置。

这种模式提高了进出车辆的舒适性。

（2）当点火开关处于闭合状态，并且一开始就挂了前进挡或者倒档，所有的车门、举升门和举升门玻璃都是关闭的，悬挂系统就会从跪模式变为纵模式。它保证了正常的

控制形成高度。如果控制模块简册到车速高于24km/h，车辆动态悬挂（VDS）系统也会转为纵倾模式。模式之间的转换大约需要30~45s.

（3）在四轮驱动型车辆上，当驾驶员选着了四轮驱动低速模式，并且车速低于40km/h 时悬挂系统就处于越野路面高度模式。在这种模式时，控制模块使得行程高度高

25.4mm位置。

车辆动态悬挂（VDS）系统保证了与车辆负载质量有关的规定控制行程高度。如果在车后施加一个重的载荷，那么后高度传感器就会向控制模块发送低控制行程高度信号，从而控制模块就会使得后空气弹簧电磁阀打开，压缩机开始工作，把悬挂恢复到合适的控制行程高度。当一个车门或者举升门被打开时，这个系统就存储了前后控制行程高度。不论车辆的载荷增加或者减小，控制模块都会保证悬挂高度位于系统储存的控制行程高度。当所有的车门、举升门和举升门玻璃都关闭时，车辆动态悬挂（VDS）系统就会返回到正常工作状态。在断开点火开关40min以后，车辆动态悬挂（VDS）系统就会产生一定的高度调整。

4、发展趋势

电子控制空气悬架代表了目前汽车悬架的法展方向，其必须向更节能、安全和环保的方向发展。

未来电控空气悬架的研究将主要集中在无级可调减震器的研制、控制策略及空气悬架与整车匹配技术等方面。同时，随着控制理论和计算机技术的不断发展，将ECAS系统与电子喷射系统、牵引力控制系统、防抱死制动系统、安全气囊控制系统、故障诊断系统和通讯导航系统等进行集成控制将是未来研究的热点。

电控空气悬架系统的发展现状综述

电控空气悬架系统的发展现状综述 梁广源 （广东技术师范学院汽车学院，广东广州 10588） 摘要：介绍汽车电控空气悬架的基本结构和工作原理，论述国内外电控空气悬架的发展状况，对电控空气悬架的控制策略以及研究状况进行分析及总结，并阐述当前电控空气悬架在应用过程存在的问题及其发展方向。 关键词：电控空气悬架，发展状况，部件技术，研究状况，存在问题 Review on Development of Electronically Controlled Air Suspension System Liang Guangyuan (Guangdong Polytechnic Normal University, School of Automotive Engineering, Guangzhou 10588, China) Abstract:The basic structure and working principle of electronically controlled air suspension were introduced. The development status of the electronically controlled air suspension at home and abroad was discussed. The technology and research status of electronic control air suspension were analyzed and summarized, and the problems existing in the application of electronic controlled air suspension and its development direction were expounded. Key words: electronically controlled air suspension, development status, component technology, research status, existing problems 引言 空气悬架系统是以橡胶材质的空气弹簧作为弹性元件的悬架。现代人对汽车的驾驶要 求越来越高，在乘坐舒适性和操纵 稳定性方面提出了新的要求。传统 的空气悬架系统是利用机械式的 压气机通过高度控制调节阀来对 空气弹簧进行充气放气，从而改变 汽车的离地高度。随着电子控制系 图1

控制理论与控制工程专业解析

控制理论与控制工程专业解析 一、专业介绍 控制理论与控制工程隶属于控制科学与工程一级学科 1、研究方向 目前，各大院校与控制理论与控制工程专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以哈尔滨工程大学为例，该学科当前的主要研究方向: 01先进控制理论及应用 02船舶运动控制 03船海工程动力定位 04机器人与智能控制 05自主水下航行器控制 06核动力工程与控制 2、培养目标 控制理论与控制工程专业的硕士学位获得者必须掌握控制科学与工程学科的坚实的基础理论和系统的专业知识，了解自动控制领域的最新发展动向，能创造性地研究和解决与本学科有关的理论和实际问题，具有一定的独立从事科学研究和管理工作的能力，至少掌握一门外国语，能熟练地阅读专业文献资料，并具有一定的外语写作能力和进行国际学术交流的能力。 3、专业特色 本专业最突出的特点是控制理论与工程实际的紧密结合，培养的研究生既具有较高的控制理论水平，又具有很强的工程综合和计算机应用能力。学科以工程领域内的控制系统为主要研究对象，采用现代数学方法和计算机技术、电子与通讯技术、测量技术等，研究系统的建模、分析、控制、设计和实现的理论、方法和技术。 4、考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日语任选其一 ③301数学一 ④809自动控制原理 （注：以上以哈尔滨工程大学为例，各院校在考试科目中有所不同） 二、推荐院校 控制理论与控制工程硕士全国招生较强的单位有清华大学、浙江大学、上海交通大学、东北大学、东南大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、华南理工大学、华东理工大学、哈尔滨工程大学、中南大学、西安交通大学、燕山大学、大连理工大学、上海大学、广东工业大学、山东大学、中国科学技术大学、吉林大学、大连海事大学、同济大学、北京科技大学、湖南大学、郑州大学、天津大学、重庆大学、浙江工业大学、南开大学、北京大学 三、就业方向 本专业培养的研究生可胜任本专业或相邻专业的教学、科研以及相关的技术、管理及研究工作。有些方向的毕业生在西门子、霍尼韦尔、和利时等自动化企业工作。控制理论与控制工程是个典型的工科专业，对动手能力的要求很高，毕业后从事科研技术工作的人员很多。

车辆电控悬架的控制与现状

车辆电控悬架的控制与现状 KIMI KANG （南京农业大学工学院，车辆工程） 摘要：汽车电子控制悬架系统的目的是通过控制调节悬架的刚度和减震器阻尼，突破传统被动悬架的局限区域，使汽车的悬架特性与行驶的道路状况相适应，保证平顺性和 操纵性两个相互排斥的性能要求都能得到满足。 关键词：悬架；电子控制；弹簧刚度；减振阻尼力 0引言 传统的汽车悬架一般具有固定的弹簧刚度和减振阻尼力，它只能保证在一种特定的道路状态和速度下达到性能最优，因而不能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。例如降低弹簧刚度，平顺性会更好，乘坐更舒适，但会使操纵稳定性变差；相反，增加弹簧刚度虽可提高操纵稳定性，但会使车辆对路面不平度更敏感，平顺性降低。因此，理想的悬架系统应在不同的行驶条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，以同时满足平顺性与操纵稳定性的要求。电控悬架系统就是这种理想的悬架系统，它通过对悬架系统参数进行实时控制，使悬架的刚度、减振器的阻尼系数、车身高度能随汽车的载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件变化而变化，使悬架性能总是处于最佳状态(或其附近)，同时满足汽车的行驶平顺性、操纵稳定性等方面的要求。 1电控悬架的功能与类型 1.1电控悬架的功能 汽车电子控制悬架系统的目的是通过控制调节悬架的刚度和减震器阻尼，突破传统被动悬架的局限区域，使汽车的悬架特性与行驶的道路状况相适应，保证平顺性和操纵性两个相互排斥的性能要求都能得到满足。主要功能包括：车高调整、衰减力控制、弹簧刚度控制、侧倾角刚度控制等。 1.2电控悬架的类型 根据有无力发生器，可将电子控制悬架分为半主动悬架和全主动悬架两大类。 1.2.1半主动悬架 半主动悬架是根据路面冲击、车轮与车体的加速度、速度及位移信号仅实时调节悬架的阻尼系数，消耗来自不平路面的冲击能量，而不需要提供能量，以这种方式来改善悬架缓冲性能。半主动悬架无力发生器，即无源控制，结构简单、造价低、能量消耗小，是目前轿车上较为普遍采用的调节方式。图11-1所示是一种典型的半主动悬架，它是通过改变液压缸上下两腔节流口的过流面积，以调节

《汽车电控系统检测》任务工作单

任务工单教学项目发动机电控系统检测 实施任务任务1：电控燃油喷射系统认识；任务2：空气供给系统检测；任务3：燃油供给系统检测；任务4：发动机辅助系统检测；任务5：发动机数据流的读取与分析 班级组别成员 二、发动机要能够良好的工作，必须满足哪几个基本条件？ 三、写出 下列各 标号所 代表的 元件名 称，并画 出燃油 流动方向。 A： B： C： D： E： F： G： H： I：

图示的电控发动机是型发动机，因为。 四、对照实物，在图中标出下列发动机进气系统各主要元件位置。 ①进气歧管绝对压力传感器②空气滤清器③节气门体④怠速控制阀 五、标出右图中燃油压力调节器各部位名称： 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 燃油压力调节器的工作原理是：发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和的压力之和，膜片下方承受的压力为压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下降；反之，进气管内气体压力升高时,燃油的压力也升高。油压调节器的作用： 六、查找资料 ☆小组讨论：燃油压力调节器一旦损坏可能出现什么故障现象？ 七、下面两图分别是顺序喷射和分组喷射的喷油器控制电路示意图，请你完成它。（注意喷油器的喷射顺序） 在各类喷油器中，按照安装位置的不同分为喷油器和喷油器。MPI 喷射系统中，喷油器一般安装在并指向。在某些车辆中，为了改善低温启动性能还增设有喷油器。按喷口形状不同。可分为喷油器和喷油器。按电阻值不同，可分为喷油器和

喷油器。其中，喷油器不能直接接蓄电池电源电压；必须串联8～10Ω的电阻，否则可能因电流过大而烧坏喷油器。 八、检测喷油器的电阻： ①拆卸前以避免拆卸插头时由于自感放电而烧毁ECU。 ②检测结果：结论： 九、下图是大众车系的燃油油泵控制电路图 图中，当发动机电门由OFF打到ON时，一般燃油泵继电器将，其作用是。 十、检测燃油压力： 小组讨论：如果检测到油压为0，如何进一步寻找故障原因？ 十一、动态测量进气歧管绝对压力传感器。 十二、图中节气门位置传感器各接脚分别是什么？ 在燃油喷射控制系统中，节气门位置传感器的作用是：

电控发动机原理与故障诊断笔记(朱军)——【精品资源汇】

度很低，转速传感器告诉电脑现在汽车没有转动，电脑就知道现在应该是加浓的状态，实测 此时喷油时间约100~200ms，是平时的50到100倍，汽车启动了，逐渐进入暖车状态，随着水温的逐渐升高，电脑从水温传感器中感知到了水温的变化，逐渐减小喷油量，直至水温升到正常温度，此时温不再变化，而节气门开度和空气流量在不断的变化，电脑就不断地调整基本喷油量，再根据节气门开度进行修正后再把汽油喷入气缸。而氧传感器不断把燃烧情况告诉电脑，电脑再根据反馈进行喷油量的调整。形成闭环控制，闭环控制是个很了不起 的设计。 1

当油门到达中间位置时，电脑给出经济喷油量，再把油门干下去，达到全开时，电脑就知道此时是功率空燃比的状态。 如果节气门一下从很低急剧升高时，电脑就知道此时是急加速，它就会命令喷油器给一次加浓，实测结果是10ms~20ms。 全世界燃油喷射都是根据这个原理。 闭环了不起啊，过去汽车油路堵塞了，什么地方出毛病啦，要司机感觉到才会去修理厂维修，现在有了闭环控制后， 电脑的学习功能： 假设进气管有点漏气，此时空气流量计是不知道的，但氧传感器知道啊，假设原来每分钟进气20升，但漏进去10升，而电脑还是根据20升的空气喷油，此时氧传感就会告诉电脑：你稀啦，电脑说我稀啦，那就多喷点，氧传感器又告诉电脑，你还稀啊，电脑说我还稀啊，再多喷点，氧传感器说合适啦，电脑知道有毛病啦，但电脑很聪明，它有自我学习功能，当下次再喷入20升时，它就会按照修正后的喷油时进行喷油。 问题：混合气浓汽车会发抖吗？朱军说会发抖。 举个例子，有部车由于喷嘴有点堵，这时按原来的喷油时间喷油时，氧传感告诉电脑稀了，电脑就延长喷油时间，后来合适了，到修理厂后，师傅帮你清洗一下喷嘴，好家伙，洗完后不行了，汽车发抖，司机就会说，好家伙，我的车原来好好的，现在倒好，洗完喷嘴后车子发抖了，这个时候不要怕，有两个办法，第一就是开上半个小时让它自我学习，另一个办法就是给它洗脑，把电脑原来学习的那一点东西给抹掉。 还有一种情况，电瓶没电了，充一晚上后，第二天起动时电脑忘记以前自我学习的那一点知识了，忘记了，就像我们学习，不复习啊，忘了，归零了，现在再起动时都恢复到了原来的状态， 电控点火系统 2

控制科学与工程专业介绍

控制科学与工程专业介绍 控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立

于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 本学科下设五个二级学科：控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置，系统工程，模式识别与智能系统，导航、制导与控制。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。 “控制理论与控制工程”学科以工程领域内的控制系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、设计和实现的理论、技术和方法。 “检测技术与自动化装置”是研究被控对象的信息提取、转换、传递与处理的理论、方法和技术的一门学科。它的理论基础涉及现代物理、控制理论、电子学、计算机科学和计量科学等，主要研究领域包括新的检测理论和方法，新型传感器，自动化仪表和自动检测系统，以及它们的集成化、智能化和可靠性技术。

案例二项目一：汽车电控悬架系统故障诊断与排除教案

汽车底盘电控技术课程（理论）教学任务书课程管理系（部）：机电工程教研室：汽车检测任课教师：邓家林

注：1、教师每次课需携带教学任务书； 2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。 汽车底盘电控技术课程（实践）教学任务书 课程管理系（部）：机电工程教研室：汽车检测任课教师：邓家林

2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。 备课纸 2013 年级汽电1201/检举1203班 1 周星期P

二、电控悬架系统功能 电控悬架系统的基本目的是控制调节悬架的刚度和阻尼力。基本功能有： 1、车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上行驶时，使车高升高，高速行驶时，车高降低。 2、减震器阻尼力控制：调整减震器阻尼系数，防止汽车起步或急加速时车尾后坐；防止紧急制动时车头下沉；防止急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等。 3、弹簧刚度控制：调整弹簧弹性系数，改善乘坐舒适性和操纵稳定性。 有些车型有其中一至二个功能，少数同时有三个功能。 三、电控悬架系统种类 1、按传递介质不同，分气压式和油压式。 2、按驱动机构和介质不同，分电磁阀驱动的油气主动式悬架和步进电机驱动的空气主动悬架。 3、按控制理论不同，分半主动式和主动式。 主动悬架是一种能供给和控制动力源的装置，它根据各传感器检测的信号，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度，从而显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。

半主动悬架不需要外加动力源，因而消耗的能量小，成本低。 被动悬架半主动悬架主动悬架 ●汽车电控悬架结构原理 一、电控悬架系统组成 一）组成 1.传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。 2.开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。 执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。 . 3.ECU 二）一般原理： 利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。

控制理论与控制

控制理论与控制工程简介

控制理论与控制工程 081101 学科专业简介 “控制理论与控制工程”专业前身为工业自动化专业，1997年按照国务院学位委员会和原国家教育委员会颁布的《授予博士、硕士 学位和培养研究生的学科、专业目录》改为现名，是“控制科学和工 程”所属的二级学科。该专业于1979年开始培养硕士研究生，1986 年获得硕士学位授予权，1995年获得博士学位授予权，1997年设 立“控制科学和工程”博士后流动站，2003年被教育部确定为“长 江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。 本学科是上海市教委的重点建设学科。目前已组成了一支以中青年高层次科技人员为主体的科研骨干队伍。截至2003年12月,该专 业有长江学者特聘教授1名，教授19名、副教授5名。此外，本学 科还聘任了包括四名科学院院士和一批国务院学科评审专家在内的 知名学者担任顾问和兼职教授。近5年来，该专业已培养了博士27 名，硕士179名，出站博士后10名。该学科在相关研究领域承担了 大量的国家科技攻关项目、"863"计划项目、国家自然基金项目以及 其他类型的国家、部委、省市及企业科研项目，获得了一大批科研成 果和国家或省部级科技进步奖，出版了一批有影响的著作和教材，发 表了大量的高水平学术论文。其中，1995年以来，共取得了2项国 家级获奖成果，23项省部级获奖成果，已完成和正在进行的国家自 然科学基金及863项目有16项，在相关学术会议和专业学术刊物上

发表论文500余篇，出版教材、译著和专著数十部。 一、培养目标 1、较好地掌握马克思主义基本原理、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代 表”重要思想，树立正确的世界观、人生现和价值观，坚持四项基本原 则，热爱祖国，遵纪守法，品德优良，乐于奉献，积极为社会主义现代 化建设服务。 2、在本学科领域内，较好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知 识，并熟悉相关学科的基础理论和知识，具有较强的独立从事科学研究 工作的能力；在科学或专门技术上能够做出有新意的成果；具有严谨求 实的学风；至少掌握一门外国语。 3、具有健康的身体素质和健康的心理素质。 二、研究方向 1．智能自动化理论与工程 2．机器人控制与智能控制 3. 过程控制与计算机控制 三、学制及学习年限 硕士生学制为2.5年，其中课程学习1～1.5年，论文工作不少于1年。 硕士生的在校学习年限最长不超过4年。特别优秀的硕士研究生提前完成培养计划，并符合提前毕业条件的，经审批同意可提前毕业并获

汽车电控悬架试题

复习思考题 一、判断题 1．电控半主动悬架系统不可调节车身高度。 ( ) 2．电控半主动悬架系统的螺旋弹簧是必要的。 ( ) 3．电控主动空气悬架系统的空气压缩机在起动发动机后是常运转的。 ( ) 4．电控主动空气悬架的主、辅气室是直接连通的。 ( ) 5．压电式减振器的阻尼调节元件受电脑控制。 ( ) 6．主动式路况预测悬架系统的路况预测传感器结构为超声波式。 ( ) 7．LEXUS LS400电控悬架系统的压缩机在点火开关接通后常运转。 ( ) 8．LEXUS LS400车门未关紧，在点火开关接通后，车身会自动升高。 ( ) 9．LEXUS LS400电控悬架系统的每个车身高度传感器均由一个槽盘和4对遮光器组成，其±有5个引脚* ( ) 10．LEXUSLS400电控悬架系统的节气门位置传感器信号直接进入电脑。 ( ) 11．LEXUSLS400电控悬架系统的车身高度下降时，电脑不仅使高度控制阀通电，而且还使排气阀通电将气压缸内的空气排出。 二、选择题 1．关于电控空气悬架，甲认为主气室的作用是调节刚度；乙认为辅气室的作用是调节阻尼力。你认为 ( ) A．甲正确； B．乙正确； C．甲乙均正确； D．甲乙均不正确 2．关于油气弹簧悬架系统，甲认为悬架的刚度是通过油液压缩气室中的空气实现的；乙认为通过电磁阀控制油液管路中小孔节流实现变阻尼特性。你认为 ( ) A．甲正确； B．乙正确； C．甲乙均正确； D．甲乙均不正确 3．关于电控空气悬架，甲认为：在急转弯时，由转向传感器检测转向盘操作，电脑通过执行器使悬架刚度和阻尼力变换到高(硬)值；乙认为紧急制动时，如果车速高于60km／h，电脑通 过执行器使悬架刚度和阻尼力变换到高(硬)值。你认为 ( ) A．甲正确； B．乙正确； C．甲乙均正确； D．甲乙均不正确 4．关于电控空气悬架系统，甲认为：当车速高于110km／h时，电脑控制执行器使悬架刚度和阻尼力调至中间值；乙认为当车速高于40-100km／h范围内，前轮车身高度传感器检测出车身颠簸时，电脑通过执行器使悬架刚度和阻尼力变换到高(硬)值。你认为 ( ) A．甲正确； B．乙正确； C．甲乙均正确； D．甲乙均不正确 5．关于主动式空气悬架系统，甲认为：当需要车身电脑控制电磁阀动作使空气弹簧主

非线性控制理论和方法

非线性控制理论和方法 姓名：引言 人类认识客观世界和改造世界的历史进程，总是由低级到高级，由简单到复杂，由表及里的纵深发展过程。在控制领域方面也是一样，最先研究的控制系统都是线性的。例如，瓦特蒸汽机调节器、液面高度的调节等。这是由于受到人类对自然现象认识的客观水平和解决实际问题的能力的限制，因为对线性系统的物理描述和数学求解是比较容易实现的事情，而且已经形成了一套完善的线性理论和分析研究方法。但是，现实生活中，大多数的系统都是非线性的。非线性特性千差万别，目前还没一套可行的通用方法，而且每种方法只能针对某一类问题有效，不能普遍适用。所以，可以这么说，我们对非线性控制系统的认识和处理，基本上还是处于初级阶段。另外，从我们对控制系统的精度要求来看，用线性系统理论来处理目前绝大多数工程技术问题，在一定范围内都可以得到满意的结果。因此，一个真实系统的非线性因素常常被我们所忽略了，或者被用各种线性关系所代替了。这就是线性系统理论发展迅速并趋于完善，而非线性系统理论长期得不到重视和发展的主要原因。控制理论的发展目前面临着一系列严重的挑战, 其中最明显的挑战来自大范围运动的非线性复杂系统, 同时, 现代非线性科学所揭示的分叉、混沌、奇异吸引子等, 无法用线性系统理论来解释, 呼唤着非线性控制理论和应用的突破。 1.传统的非线性研究方法及其局限性 传统的非线性研究是以死区、饱和、间隙、摩擦和继电特性等基本的、特殊的非线性因素为研究对象的, 主要方法是相平面法和描述函数法。相平面法是Poincare于1885年首先提出的一种求解常微分方程的图解方法。通过在相平面上绘制相轨迹, 可以求出微分方程在任何初始条件下的解。它是时域分析法在相空间的推广应用, 但仅适用于一、二阶系统。描述函数法是 P. J.Daniel于1940

电控系统工作原理

电控系统工作原理 一、电控系统工作原理 随着科技进步和电子工业的发展，国产轿车采用电子控制燃油喷射系统的比率逐年增加，早在2000年，一汽—大众就宣布停止化油器式发动机的生产，产品全部采用电子控制燃油喷射系统。最早研究和开发汽油喷射式发动机的是德国博世(Bosch)公司，汽油喷射技术首先应用于飞机发动机，随着对汽车节能降耗、降低排放和提高舒适性、增加动力性的要求，这一技术被应用于汽车发动机上。目前，博世公司在这一领域的技术和产品仍处于世界领先地位。捷达王轿车就采用了博世公司最新开发的Motronic M3．8．2发动机电控管理系统，并根据中国的国情做了改进和匹配。Motronic M3．8．2发动机电控管理系统为电子控制多点燃油顺序喷射系统，闭环控制，其突出特点是喷油量及点火时刻综合控制。该系统由电子控制单元、传感器、执行器等组成，传感器为燃油喷射系统和点火系统所共用。 1．Motronic M3．8．2发动机电控管理系统的组成及工作原理 Motronic M3．8．2电控系统由电控单元(即ECU，俗称电脑)、发动机转速传感器(也称曲轴位置传感器)、空气流量传感器、节流阀体、进气温度传感器、冷却液温度传感器(发动机水温传感器)、k传感器(即氧传感器)、爆震传感器、相位传感器(也称凸轮轴位置传感器或霍尔传感器)、双点火线圈、油压调节器和喷油器等组成。 驾驶员通过节气门(俗称油门)控制发动机进气量，控制单元通过节气门位置传感器得知节气门开度，再综合发动机转速、空气流量、进气温度、λ探测值等各传感器及电子开关提供的信息，经分析、计算，确定出最佳喷油量和点火时刻，向喷油器和点火线圈发出喷油和点火指令。发动机转速和空气流量信号是ECU计算基本喷油量的主信号，ECU再根据进气温度传感器、冷却液温度传感器、A传感器、爆震传感器和节气门位置等信号对喷油量进行必要的修正，确定出实际喷油量，然后根据转速传感器得到的曲轴位置信号和相位传感器检测到的1缸压缩上止点信号，适时地向喷油器和点火线圈发出动作指令。 发动机工作可分为如下工况： (1)起动工况 发动机被起动机带动运转，当转速低于某值时，ECU识别出发动机处于起动工况，根据转速传感器、凸轮轴位置传感器、节流阀位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器等提供的信号，以及ECU中存储的最佳控制参数，计算出起动喷油量、点火角度和怠速直流电机的位置，并驱动喷油器和点火动力组件动作，使节气门处于起动位置，保证发动机顺利起动。发动机起动后，当转速超过某值时，则起动工况结束。捷达王轿车起动时，司机无需踏油门踏板、节气门会自动处于最佳起动位置。 (2)怠速工况 发动机起动后，怠速运转时，节流阀体内的怠速开关触点闭合，ECU根据此信号得知发动机处于怠速工况，同时根据冷却液温度传感器信号计算出目标转速(存储在ECU中的理论转速，温度越低，理论转速越高，以保证发动机在低温时稳定运转并快速暖机)，并与实际转速进行比较，根据转速差的正负和大小，使节气门处于目标位置，以保证发动机怠速转速达到目标值。KCU同时还通过改变点火提前角来稳定发动机怠速。捷达王发动机热车后怠速转速理论值设置为840r／mjn，怠速点火提前角设置为上止点前12°，这些值存储在ECU中，人工不能调整。 (3)运行工况 运行工况又包括部分负荷、全负荷、加减速过渡及被拖动等工况。ECU根据转

电控悬架系统的控制原理和控制方法

1、弹性元件 空气弹簧 在空气悬挂系统中，空气弹簧代替了普通悬挂系统的螺旋弹簧。他有一个被卡紧在弹簧底部活塞上的合成橡胶和塑料膜片，一个端盖固定在膜片的上部，并且在端盖上有空气弹簧阀。通过空气弹簧的充气或者放气，保证了恒定的车辆纵倾高度。前空气弹簧安装在控制臂和横梁之间。空气弹簧的下端用卡箍卡紧在控制臂上，而在上端安装在横梁的弹簧座上。前减震器和弹簧是分开安装的。 空气弹簧电磁阀 在每个空气弹簧的上部都安装了一个空气弹簧电磁阀，并且正常情况下电磁阀是关闭的。当电磁阀线圈通电时，活塞移动就会使得到空气弹簧的气路打开。上面这种情况下，空气就会进入空气弹簧，或者从空气弹簧排出。在阀的末端安装了两个O形密封圈，用来密封空气弹簧罩。而阀就安装在类似于散热器承压盖的两成转动作用的空气弹簧罩内。 空气压缩机 空气压缩机的单活塞通过曲轴和连杆带动在缸体内上下运动。电枢连接在曲轴上，因此，电枢的转动就会使得活塞上下运动，当压缩机的输入端接上12V电源时，电枢就开始转动了。在缸体的顶部有进气阀和排气阀。压缩机上安装的硅胶干燥器去除了进入系统空气中的水分。 2、传感器 高度传感器 在空气悬架系统中，位于下控制器臂和横梁之间有2个前高度传感器，而在悬架和车架之间有一个后高度传感器。每个高度传感器都有一个安装传感器上端的磁性滑块。当车辆行程高度发生变化时，磁性滑块就会在传感器下壳内上下运动。传感器下壳上有2个通过电线束连接在控制模块上的电子继电器。 车辆动态悬挂（VDS）系统 车辆动态悬挂（VDS）系统由以下部件组成： 1，双位维护开关； 2，2个前高度传感器； 3，1个后高度传感器； 4，有内部电磁排气阀和空气干燥器的压缩机； 5，控制模块； 6，空气管路； 7，前后混合空气弹簧和减震器； 8，4个空气弹簧电磁阀； 9，压缩机继电器。

控制科学与工程的二级学科以及排名

控制科学与工程 是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 相关学科关系 本学科在本科阶段叫自动化，研究生阶段叫控制科学与工程，本学科下设的六个二级学科：“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”和“企业信息化系统与工程”。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。

电控悬架系统

9．6电控悬架系统 传统的汽车悬架一般具有固定的弹簧刚度和减振阻尼力，它只能保证在一种特定 的道路状态和速度下达到性能最优，因而不能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性 的要求。例如降低弹簧刚度，平顺性会更好，乘坐更舒适，但会使操纵稳定性变差；相反，增加弹簧刚度虽可提高操纵稳定性，但会使车辆对路面不平度更敏感，平顺性降低。因此，理想的悬架系统应在不同的行驶条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，以同 时满足平顺性与操纵稳定性的要求。电控悬架系统就是这种理想的悬架系统，它通过对 悬架系统参数进行实时控制，使悬架的刚度、减振器的阻尼系数、车身高度能随汽车的 载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件变化而变化，使悬架性能总是处于最佳状态(或其 附近)，同时满足汽车的行驶平顺性、操纵稳定性等方面的要求。 现代汽车电控悬架系统有多种形式。根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚 度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式。按悬架系统结构形式，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统。根据控制系统有源或无源，可分为半主动悬架和全主 动悬架。半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振力之一可以根据需要进行调节， 全主动悬架则能根据需要自动调节弹簧刚度和减振力。可见，全主动悬架的各种性能都 明显优予半主动悬架和被动悬架。而主动悬架按弹簧的类型，可分为空气弹簧主动悬架 和油气弹簧主动悬架。 本章以丰田凌志LS400的电控悬架系统为例进行介绍。 9．6．1 概述 丰田凌志lS400的电控悬架系统为空气弹簧主动悬架，可根据行驶条件自动控制 弹簧刚度、减振器阻尼力及车身高度，以抑制加速时后坐、制动时点头、转向时侧倾等汽车行驶状态的变化，明显改善乘坐的舒适性和操纵的稳定性。 1．系统控制功能 丰田凌志LS400的电控悬架系统主要对车速及路面感应、车身姿态、车身高度三 个方面进行控制。 (1)车速与路面感应控制 1)当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以改善汽车调整行驶的平顺性和操 纵稳定性。 2)当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动 和冲击。’ 3)当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。 (2)车身姿态控制 1)转向时侧倾控制。急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。 2)制动时点头控制。紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。 3)加速时后坐控制。急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后坐。 (3)车身高度控制 1)高速感应控制。车速超过90km／h时，降低车身高度，以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。 2)连续差路面行驶控制。车速在40～90km／h时，提高车身高度，以提高汽车的通 过性。 3)点火开关0FF控制。驻车时，当点火开关关闭后，降低车身高度，便于乘客的乘坐。 4)自动高度控制。当乘客和载质量变化时，保持车身高度恒定。 2．系统操作

控制理论与控制工程概述

学科介绍 该学科为交叉学科，不同的大学该学科均有不同的侧重点： 控制理论与控制工程学科是以工程系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术。控制理论是学科的重要基础和核心内容，控制工程是学科的背景动力和发展目标。本学科的智能控制方向主要包括模糊控制、专家系统、神经元网络、遗传算法等方面的研究，特别强调的是上述方法的交叉及其在工业过程控制方面的应用。故障诊断方向主要研究当控制系统一旦发生故障时，仍能保证闭环系统稳定，且满足规定的性能指标。利用获得的实时数据对生产过程进行在线监测及故障诊断，根据系统的运行状态制定相应的控制策略，使系统工作在最佳状态。鲁棒控制方向主要研究被控对象参数变化后，控制系统仍能稳定可靠的工作，并在某种意义下保证系统的最优性。信号处理方向主要研究控制系统中的信号处理问题，包括非线性系统的鲁棒滤波器的设计，自适应滤波器、噪声抵消器、小波分析等。 控制理论与控制工程是研究运动系统的行为、受控后的运动状态以及达到预期动静态性能的一门综合性学科。在理论方面，利用各种数学工具描述系统的动静态特性，以建模、预测、优化决策及控制为主要研究内容。在应用方面，将理论上的研究成果与计算机技术、网络技术和现代检测技术相结合，形成各种新型的控制器或控制系统。研究内容涵盖从基础理论到工程设计与实现技术的多个层次，应用遍及从工业生产过程到航空航天系统以及社会经济系统等极其广泛的领域。 研究方向 复杂系统控制理论与应用：采用结构分散化方法研究复杂系统的建模与控制问题，以结构分散化模型为基础，研究新的系统辨识理论和新的控制方法。 智能控制理论研究与应用：在对模糊控制、神经网络、专家系统和遗传算法等理论进行分析和研究的基础上，重点研究多种智能方法综合应用的集成智能控制算法。 计算机控制系统：针对不同的生产过程和控制对象，研究采用DCS、PLC、工业控制计算机等控制设备，构成低成本、高性能、多功能的计算机控制系统。 网络控制理论及其应用：通过对网络拓扑结构及网络环境下先进控制理论与方法的研究，充分利用网络资源，实现从决策到控制的全过程优化。 开设学校

山东科技控制理论与控制工程专业英语作业

PID控制器设计 1、the original system step response diagram, The root locus diagram and Bode diagram. The transfer function of controlled object is: G s= 15 (s+2)(s2+3s+5) Simulation with matlab: clear

s1=tf([15],[1,5,15,10]) s2=feedback(s1,1) figure(1),step(s2),grid figure(2),rlocus(s1),grid figure(3),bode(s1),grid Figure 1 Step Response Diagram We can find: ×100%=16.7% Overshoot:σ=0.7?0.6 0.6 Adjustment time:t s=4.5s

Figure 2 Root Locus Plot Diagram Figure 3 Bode diagram

2、PID parameter tuning It can be seen from Figure 2 that the root trajectory of the system has two branches that are routed through the imaginary axis. According to the characteristics of the system stability, it can be known that the system is unstable when the trajectories are distributed in the right half of the complex plane The system is stable if distributed over the left half plane. The point at which the root trajectory intersects the imaginary axis is the critical stability of the system, and the value of K is the critical ratio of the amplitude of the amplitude. From the root trajectory curve of the system, we can see that the open-loop gain of the intersection of the root locus and the imaginary axis is K =4. At this time, the integral time constant and the differential time constant are obtained. The amplitude curve is plotted by matlab. The program and result are as follows: s3=tf([20],[1,5,7,4]) s4=feedback(s3,1) figure(4),step(s4),grid

智能控制理论与方法

智能控制理论与方法 智能控制是自动控制发展的高级阶段,是人工智能、控制论、系统论、信息论、仿生学、神经生理学、进化计算和计算机等多种学科的高度综合与集成，是一门新兴的边缘交叉学科。它不仅包含了自动控制、人工智能、运筹学和信息论的内容，而且还从计算机科学、生物学、心理学等学科中汲取营养。什么又是智能控制理论呢？ 智能控制的概念和原理是针对被控对象及其环境、控制目标或任务的复杂性和不确定性而提出来的。对“智能控制”这一术语没有确切的定义，但是也有前辈做过归纳总结的，例如，IEEE控制系统协会归纳为：只能控制系统必须具有模拟人类学习（Learning）和自适应（Adaptation）的能力。智能控制系统是智能机自动完成其目标的控制过程，由智能机参与生产过程自动控制的系统称为智能控制系统。定性的说，智能控制系统应具有学习、记忆和大范围的自适应和自组织能力；能够及时地适应不断变化的环境；能有效的处理各种信息，以减小不确定性；能够以安全和可靠地方式进行规划、生产和执行控制动作而达到预定的目的和良好的性能指标。 智能控制系统一般具有以知识表示的非数学广义模型和艺术学模型表示的混合控制过程。它适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定和不存在的已知算法的生产过程。它根据被控动态过程特征辨识，采用开闭环控制盒定性与定量控制相结合的多模态的控制方式。 智能控制器具有分层信息处理和决策机构。它实际上是对人神经

结构或专家决策机构的一种模仿。复杂的系统中，通常采用任务分块、控制分散方式。智能控制核心在高层控制，它对环境或过程进行组织、决策和规划，实现广义求解。要实现此任务需要采集符号信息处理、启发式程序设计、知识展示及自动推理和决策的相关技术。底层控制也属于智能控制系统不可缺少的一部分，一般采用常规控制。智能控制器也具有非线性。这是因为认得思维具有非线性，作为模仿人的思维进行决策的智能控制也具有非线性。由于智能控制器具有在线特征辨识、特征记忆和拟人特点，在整个控制过程中计算机在线获取信息和实时处理并给出控制决策，通过不断优化参数和寻找控制器的最佳结构方式，以获取整体最有控制性能。 模糊控制系统是智能控制的重要组成部分。模糊控制器是非线性控制器，许多传统的建模、分析和设计方法可以直接采用。任何的控制都有其数学理论和数学基础，模糊控制系统的数学基础是模糊集合、模糊规则和模糊推理。模糊集合就是指具有某个模糊概念所描述的属性的对象的全体，这一概念是美国加利福尼亚大学控制论专家L.A.扎德于 1965 年首先提出的。模糊集合这一概念的出现使得数学的思维和方法可以用于处理模糊性现象，从而构成了模糊集合论（中国通常称为模糊性数学)的基础。 模糊控制的核心就是利用模糊集合理论,把表达的人控制策略的自然语言转化为计算机能够承受的算法语言的控制算法,这种方法不仅能实现控制,而且能模拟人的思维方式,对一些无法构造的数学模 型的被控对象进行有效的控制。模糊控制与一般的自动控制的根本区

控制理论与控制工程简介

控制理论与控制工程 081101 学科专业简介 “控制理论与控制工程”专业前身为工业自动化专业，1997年按照国务院学位委员会和原国家教育委员会颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》改为现名，是“控制科学和工程”所属的二级学科。该专业于1979年开始培养硕士研究生，1986年获得硕士学位授予权，1995年获得博士学位授予权，1997年设立“控制科学和工程”博士后流动站，2003年被教育部确定为“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。 本学科是市教委的重点建设学科。目前已组成了一支以中青年高层次科技人员为主体的科研骨干队伍。截至2003年12月,该专业有长江学者特聘教授1名，教授19名、副教授5名。此外，本学科还聘任了包括四名科学院院士和一批国务院学科评审专家在的知名学者担任顾问和兼职教授。近5年来，该专业已培养了博士27名，硕士179名，出站博士后10名。该学科在相关研究领域承担了大量的国家科技攻关项目、"863"计划项目、国家自然基金项目以及其他类型的国家、部委、省市及企业科研项目，获得了一大批科研成果和国家或省部级科技进步奖，出版了一批有影响的著作和教材，发表了大量的高水平学术论文。其中，1995年以来，共取得了2项国家级获奖成果，23项省部级获奖成果，已完成和正在进行的国家自然科学基金及863项目有16项，在相关学术会议和专业学术刊物上发表论文500余篇，出版教材、译著和专著数十部。 一、培养目标 1、较好地掌握马克思主义基本原理、思想、理论和“三个代表”重要思想， 树立正确的世界观、人生现和价值观，坚持四项基本原则，热爱祖国， 遵纪守法，品德优良，乐于奉献，积极为社会主义现代化建设服务。 2、在本学科领域，较好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知