第一篇：ABS系統研究論文

摘要：

利用機械動力學仿真軟件ADAMS 建立汽車ABS的機械動力學模型，在MATLAB/SIMULINK 環境下建立Jetta GTX 轎車的ABS 控制模型，構成了ABS 機電液一體化聯合仿真的動力學控制模型。利用MATLAB確定了ABS 的控制參數的門限值，進行了仿真結果數據處理和分析，與大量的ABS 實車道路試驗數據對比，改進模型準確度，獲得了正確和可行的ABS 仿真控制模型，為加速開發ABS 的控制算法奠定了基礎。

關鍵詞：ABS 動力學控制模型 聯合仿真 ADAMS MATLAB/SIMULINK

第一章 概述

“ABS”（Anti-lockedBrakingSystem）中文譯為“防抱死剎車系統”.它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。ABS是常規剎車裝置基礎上的改進型技術，可分機械式和電子式兩種。

現代汽車上大量安裝防抱死制動系統，ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，防止產生側滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。

普通制動系統在濕滑路面上制動，或在緊急制動的時候，車輪容易因制動力超過輪胎與地面的摩擦力而安全抱死。

近年來由于汽車消費者對安全的日益重視，大部分的車都已將ABS列為標準配備。如果沒有ABS，緊急制動通常會造成輪胎抱死，這時，滾動摩擦變成滑動摩擦，制動力大大下降。而且如果前輪抱死，車輛就失去了轉向能力；如果后輪先抱死，車輛容易產生側滑，使車行方向變得無法控制。所以，ABS系統通過電子機械的控制，以非?？斓乃俣染艿目刂浦苿右簤毫Φ氖辗?，來達到防止車輪抱死，確保輪胎的最大制動力以及制動過程中的轉向能力，使車輛在緊急制動時也具有躲避障礙的能力。

隨著世界汽車工業的迅猛發展，安全性日益成為人們選購汽車的重要依據。目前廣泛采用的防抱制動系統（ABS）使人們對安全性要求得以充分的滿足。

汽車制動防抱系統，簡稱為ABS，是提高汽車被動安全性的一個重要裝置。有人說制動防抱系統是汽車安全措施中繼安全帶之后的又一重大進展。汽車制動系統是汽車上關系到乘客安全性最重要的二個系統之一。隨著世界汽車工業的迅猛發展，汽車的安全性越來越為人們重視。汽車制動防抱系統，是提高汽車制動安全性的又一重大進步。

ABS防抱制動系統由汽車微電腦控制，當車輛制動時，它能使車輪保持轉動，從而幫助駕駛員控制車輛達到安全的停車。這種防抱制動系統是用速度傳感器檢測車輪速度，然后把車輪速度信號傳送到微電腦里，微電腦根據輸入車輪速度，通過重復地減少或增加在輪子上的制動壓力來控制車輪的打滑率，保持車輪轉動。在制動過程中保持車輪轉動，不但可保證控制行駛方向的能力，而且，在大部分路面情況下，與抱死〔鎖死〕車輪相比，能提供更高的制動力量。

第二章 發展歷程

ABS系統的發展可以追溯到本世紀初期，早在1928年制動防抱理論就被提出，在30年代機械式制動防抱系統就開始在火車和飛機上獲得應用，博世（BOSCH）公司在1936年第一個獲得了用電磁式車輪轉速傳感器獲取車輪轉速的制動防抱系統的專利權。

進入50年代，汽車制動防抱系統開始受到較為廣泛的關注。福特（FORD）公司曾于1954年將飛機的制動防抱系統移置在林肯（LINCOIN）轎車上，凱爾塞·海伊斯（KELSEHAYES）公司在1957年對稱為“AUTOMATIC”的制動防抱系統進行了試驗研究，研究結果表明制動防抱系統確實可以在制動過程中防止汽車失去方向控制，并且能夠縮短制動距離；克萊斯（CHRYSLER）公司在這一時期也對稱為“SKIDCONTROL”的制動防抱系統進行了試驗研究。由于這一時期的各種制動防抱系統采用的都是機械式車輪轉速傳感器的機械式制動壓力調節裝置，因此，獲取的車輪轉速信號不夠精確，制動壓力調節的適時性和精確性也難于保證，控制效果并不理想。

隨著電子技術的發展，電子控制制動防抱系統的發展成為可能。在60年代后期和70年代初期，一些電子控制的制動防抱系統開始進入產品化階段。凱爾塞·海伊斯公司在1968年研制生產了稱為“SURETRACK”兩輪制動防抱系統，該系統由電子控制裝置根據電磁式轉速傳感器輸入的后輪轉速信號，對制動過程中后輪的運動狀態進行判定，通過控制由真空驅動的制動壓力調節裝置對后制動輪缸的制動壓力進行調節，并在1969年被福特公司裝備在雷鳥（THUNDERBIRD）和大陸·馬克III（CONTINENTALMKIII）轎車上。

克萊斯勒公司與本迪克斯（BENDIX）公司合作研制的稱“SURE-TRACK”的能防止4個車輪被制動抱死的系統，在1971年開始裝備帝國（IMPERIAL）轎車，其結構原理與凱爾塞·海伊斯的“SURE-TRACK”基本相同，兩者不同之處，只是在于兩個還是四個車輪有防抱制動。博世公司和泰威（TEVES）公司在這一時期也都研制了各自第一代電子控制制動防抱系統，這兩種制動防抱系統都是由電子控制裝置對設置在制動管路中的電磁閥進行控制，直接對各制動輪以電子控制壓力進行調節。

別克（BUICK）公司在1971年研制了由電子控制裝置自動中斷發動機點火，以減小發動機輸出轉矩，防止驅動車輪發生滑轉的驅動防抱轉系統.瓦布科（WABCO）公司與奔馳（BENZ）公司合作，在1975年首次將制動防抱系統裝備在氣壓制動的載貸汽車上。

第一臺防抱死制動系統ABS(Ant-ilockBrakeSystem)，在1950年問世，首先被應用在航空領域的飛機上，1968年開始研究在汽車上應用。70年代，由于歐美七國生產的新型轎車的前輪或前后輪開始采用盤式制動器，促使了ABS在汽車上的應用。1980年后，電腦控制的ABS逐漸在歐洲、美國及亞洲日本的汽車上迅速擴大。到目前為止，一些中高級豪華轎車，如西德的奔馳、寶馬、雅迪、保時捷、歐寶等系列，英國的勞斯來斯、捷達、路華、賓利等系列，意大利的法拉利、的愛快、領先、快意等系列，法國的波爾舍系列，美國福特的TX3、30X、紅彗星及克萊斯勒的帝王、紐約豪客、男爵、道奇、順風等系列，日本的思域，凌志、豪華本田、奔躍、俊朗、淑女300Z等系列，均采用了先進的ABS。到1993年，美國在轎車上安裝ABS已達46%，現今在世界各國生產的轎車中有近75%的轎車應用ABS。

現今全世界已有本迪克斯、波許、摩根.戴維斯、海斯.凱爾西、蘇麥湯姆、本田、日本無限等許多公司生產ABS，它們中又有整體和非整體之分。預計隨著轎車的迅速發展，將會有更多的廠家生產。

這一時期的各種ABS系統都是采用模擬式電子控制裝置，由于模擬式電子控制裝置存在著反應速慢、控制精度低、易受干擾等缺陷，致使各種ABS系統均末達到預期的控制效果，所以，這些防抱控制系統很快就不再被采用了。

進入70年代后期，數字式電子技術和大規模集成電路的迅速發展，為ABS系統向實用化發展奠定了技術基礎。博世公司在1978年首先推出了采用數字式電子控制裝置的制動防泡系統--博世ABS2，并且裝置在奔馳轎車上，由此揭開了現代ABS系統發展的序幕。盡管博世ABS2的電子控制裝置仍然是由分離元件組成的控制裝置，但由于數字式電子控制裝置與模擬式電子控制裝置相比，其反應速度、控制精度和可靠性都顯著提高，因此，博世ABS2的控制效果己相當理想。從此之后，歐、美、日的許多制動器專業公司和汽車公司相繼研制了形式多詳的ABS系統。

“自動防抱死剎車”的原理并不難懂，在遭遇緊急情況時，未安裝ABS系統的車輛來不及分段緩剎只能立刻踩死。由于車輛沖刺慣性，瞬間可能發生側滑、行駛軌跡偏移與車身方向不受控制等危險狀況！而裝有ABS系統的車輛在車輪即將達到抱死臨界點時，剎車在一秒內可作用60至120次，相當于不停地剎車、放松，即相似于機械自動化的“點剎”動作。此舉可避免緊急剎車時方向失控與車輪側滑，同時加大輪胎摩擦力，使剎車效率達到90％以上。

從微觀上分析，在輪胎從滾動變為滑動的臨界點時輪胎與地面的摩擦力達到最大。在汽車起步時可充分發揮引擎動力輸出（縮短加速時間），如果在剎車時則減速效果最大（剎車距離最短）。ABS系統內控制器利用液壓裝置控制剎車壓力在輪胎發生滑動的臨界點反復擺動，使在剎車盤不斷重復接觸、離開的過程而保持輪胎抓地力最接近最大理論值，達到最佳剎車效果。

ABS的運作原理看來簡單，但從無到有的過程卻經歷過不少挫折（中間缺乏關鍵技術）！1908年英國工程師J.E.Francis提出了“鐵路車輛車輪抱死滑動控制器”理論，但卻無法將它實用化。接下來的30年中，包括Karl Wessel的“剎車力控制器”、Werner M?hl的“液壓剎車安全裝置”與Richard Trappe的“車輪抱死防止器”等嘗試都宣告失敗。在1941年出版的《汽車科技手冊》中寫到：“到現在為止，任何通過機械裝置防止車輪抱死危險的嘗試皆尚未成功，當這項裝置成功的那一天，即是交通安全史上的一個重要里程碑”，可惜該書的作者恐怕沒想到這一天竟還要再等30年之久。

當時開發剎車防抱死裝置的技術瓶頸是什么？首先該裝置需要一套系統實時監測輪胎速度變化量并立即通過液壓系統調整剎車壓力大小，在那個沒有集成電路與計算機的年代，沒有任何機械裝置能夠達成如此敏捷的反應！等到ABS系統的誕生露出一線曙光時，已經是半導體技術有了初步規模的1960年代早期。

精于汽車電子系統的德國公司Bosch（博世）研發ABS系統的起源要追溯到1936年，當年Bosch申請“機動車輛防止剎車抱死裝置”的專利。1964年（也是集成電路誕生的一年）Bosch公司再度開始ABS的研發計劃，最后有了“通過電子裝置控制來防止車輪抱死是可行的”結論，這是ABS（Antilock Braking System）名詞在歷史上第一次出現！世界上第一具ABS原型機于1966年出現，向世人證明“縮短剎車距離”并非不可能完成的任務。因為投入的資金過于龐大，ABS初期的應用僅限于鐵路車輛或航空器。Teldix GmbH公司從1970年和奔馳車廠合作開發出第一具用于道路車輛的原型機——ABS 1，該系統已具備量產基礎，但可靠性不足，而且控制單元內的組件超過1000個，不但成本過高也很容易發生故障。

1973年Bosch公司購得50％的Teldix GmbH公司股權及ABS領域的研發成果，1975年AEG、Teldix與Bosch達成協議，將ABS系統的開發計劃完全委托Bosch公司整合執行?！癆BS 2”在3年的努力后誕生！有別于ABS 1采用模擬式電子組件，ABS 2系統完全以數字式組件進行設計，不但控制單元內組件數目從1000個銳減到140個，而且有造價降低、可靠性大幅提升與運算速度明顯加快的三大優勢。兩家德國車廠奔馳與寶馬于1978年底決定將ABS 2這項高科技系統裝置在S級及7系列車款上。

在誕生的前3年中，ABS系統都苦于成本過于高昂而無法開拓市場。從1978到1980年底，Bosch公司總共才售出24000套ABS系統。所幸第二年即成長到76000套。受到市場上的正面響應，Bosch開始TCS循跡控制系統的研發計劃。1983年推出的ABS 2S系統重量由5.5公斤減輕到4.3公斤，控制組件也減少到70個。到了1985年代中期，全球新出廠車輛安裝ABS系統的比例首次超過1％，通用車廠也決定把ABS列為旗下主力雪佛蘭車系的標準配備。

1986年是另一個值得紀念的年份，除了Bosch公司慶祝售出第100萬套ABS系統外，更重要的是Bosch推出史上第一具供民用車使用的TCS/ ASR循跡控制系統。TCS/ ASR的作用是防止汽車起步與加速過程中發生驅動輪打滑，特別是防止車輛過彎時的驅動輪空轉，并將打滑控制在10％到20％范圍內。由于ASR是通過調整驅動輪的扭矩來控制，因而又叫驅動力控制系統，在日本又稱之為TRC或TRAC。

ASR和ABS的工作原理方面有許多共同之處，兩者合并使用可形成更佳效果，構成具有防車輪抱死和驅動輪防打滑控制(ABS /ASR)系統。這套系統主要由輪速傳感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驅動器、ASR驅動器、副節氣門控制器和主、副節氣門位置傳感器等組成。在汽車起步、加速及行進過程中，引擎ECU根據輪速傳感器輸入的信號，當判定驅動輪的打滑現象超過上限值時，就進入防空轉程序。首先由引擎ECU降低副節氣門以減少進油量，使引擎動力輸出扭矩減小。當ECU判定需要對驅動輪進行介入時，會將信號傳送到ASR驅動器對驅動輪（一般是前輪）進行控制，以防止驅動輪打滑或使驅動輪的打滑保持在安全范圍內。第一款搭載ASR系統的新車型在1987年出現，奔馳S 級再度成為歷史的創造者。

隨著ABS系統的單價逐漸降低，搭載ABS系統的新車數目于1988年突破了爆炸性成長的臨界點，開始飛快成長，當年Bosch的ABS系統年度銷售量首次突破300萬套。技術上的突破讓Bosch在1989年推出的ABS 2E系統首次將原先分離于引擎室（液壓驅動組件）與中控臺（電子控制組件）內，必須依賴復雜線路連接的設計更改為“兩組件整合為一”設計！ABS 2E系統也是歷史上第一個舍棄集成電路，改以一個8 k字節運算速度的微處理器（CPU）負責所有控制工作的ABS系統，再度寫下了新的里程碑。該年保時捷車廠正式宣布全車系都已安裝了ABS，3年后（1992年）奔馳車廠也決定緊跟保時捷的腳步。

1990年代前半期ABS系統逐漸開始普及于量產車款。Bosch在1993年推出ABS 2E的改良版：ABS 5.0系統，除了體積更小、重量更輕外，ABS 5.0裝置了運算速度加倍（16 k字節）的處理器，該公司也在同年年中慶祝售出第1000萬套ABS系統。

ABS與ASR/ TCS系統已受到全世界車主的認同，但Bosch的工程團隊卻并不滿足，反而向下一個更具挑戰性的目標：ESP（Electronic Stabilty Program，行車動態穩定系統）前進！有別于ABS與TCS僅能增加剎車與加速時的穩定性，ESP在行車過程中任何時刻都能維持車輛在最佳的動態平衡與行車路線上。ESP系統包括轉向傳感器（監測方向盤轉動角度以確定汽車行駛方向是否正確）、車輪傳感器（監測每個車輪的速度以確定車輪是否打滑）、搖擺速度傳感器（記錄汽車繞垂直軸線的運動以確定汽車是否失去控制）與橫向加速度傳感器（測量過彎時的離心加速度以確定汽車是否在過彎時失去抓地力），在此同時、控制單元通過這些傳感器的數據對車輛運行狀態進行判斷，進而指示一個或多個車輪剎車壓力的建立或釋放，同時對引擎扭矩作最精準的調節，某些情況下甚至以每秒150次的頻率進行反應。整合ABS、EBD、EDL、ASR等系統的ESP讓車主只要專注于行車，讓計算機輕松應付各種突發狀況。

延續過去ABS與ASR誕生時的慣例，奔馳S 級還是首先使用ESP系統的車型（1995年）。4年后奔馳公司就正式宣布全車系都將ESP列為標準配備。在此同時，Bosch于1998及2001年推出的ABS 5.7、ABS 8.0系統仍精益求精，整套系統總重由2.5公斤降至1.6公斤，處理器的運算速度從48 k字節升級到128 k字節，奔馳車廠主要競爭對手寶馬與奧迪也于2001年也宣布全車系都將ESP列為標準配備。Bosch車廠于2003年慶祝售出超過一億套ABS系統及1000萬套ESP系統，根據ACEA（歐洲車輛制造協會）的調查，今天每一輛歐洲大陸境內所生產的新車都搭載了ABS系統，全世界也有超過60％的新車擁有此項裝置。

“ABS系統大幅度提升剎車穩定性同時縮短剎車所需距離”Robert Bosch GmbH（Bosch公司的全名）董事會成員Wolfgang Drees說。不像安全氣囊與安全帶（可以透過死亡數目除以車禍數目的比例來分析），屬于“防患于未然”的ABS系統較難以真實數據佐證它將多少人從鬼門關前搶回？但據德國保險業協會、汽車安全學會分析了導致嚴重傷亡交通事故的原因后的研究顯示，60%的死亡交通事故是由于側面撞車引起的，30%到40%是由于超速行駛、突然轉向或操作不當引發的。我們有理由相信ABS及其衍生的ASR與ESP系統大幅度降低緊急狀況發生車輛失去控制的機率。NHTSA（北美高速公路安全局）曾估計ABS系統拯救了14563名北美駕駛人的性命！

從ABS到ESP，汽車工程師在提升行車穩定性的努力似乎到了極限（民用型ESP系統誕生至今已近10年），不過就算計算機再先進仍須要駕駛人的適當操作才能發揮最大功效。

多數車主都沒有遭遇過緊急狀況（也希望永遠不要），卻不能不知道面臨關鍵時刻要如何應對？在緊急情況下踩下剎車時，ABS系統制動分泵會迅速作動，剎車踏板立刻產生異常震動與顯著噪音（ABS系統運作中的正?，F象），這時你應毫不猶豫地用力將剎車踩死（除非車上擁有EBD剎車力輔助裝置，否則大多數駕駛者的剎車力量都不足），另外ABS能防止緊急剎車時的車輪抱死現象、所以前輪仍可控制車身方向。駕駛者應邊剎車邊打方向進行緊急避險，以向左側避讓路中障礙物為例，應大力踏下剎車踏板、迅速向左轉動方向盤90度，向右回輪180度，最后再向左回90度。最后要提的是ABS系統依賴精密的車輪速度傳感器判斷是否發生抱死情況？平時要經常保持在各個車輪上的傳感器的清潔，防止有泥污、油污特別是磁鐵性物質粘附在其表面，這些都可能導致傳感器失效或輸入錯誤信號而影響ABS系統正常運作。行車前應經常注意儀表板上的ABS故障指示燈，如發現閃爍或長亮，ABS系統可能已經故障（尤其是早期系統），應該盡快到維修廠排除故障。

要提醒的是，ABS/ ASR/ ESP系統雖然是高科技的結晶，但并不是萬能的，也別因為有了這些行車主動安全系統就開快車。

第三章 工作原理

控制裝置和ABS警示燈等組成，在不同的ABS系統中，制動壓力調節裝置的結構形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內部結構和控制邏輯也可能ABS通常都由車輪轉速傳感器、制動壓力調節裝置、電子不盡相同。

在常見的ABS系統中，每個車輪上各安裝一個轉速傳感器，將有關各車輪轉速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據各車輪轉速傳感器輸入的信號對各個車輪的運動狀態進行監測和判定，并形成相應的控制指令。制動壓力調節裝置主要由調壓電磁閥組成，電動泵組成和儲液器等組成一個獨立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連。制動壓力調節裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進行調節。

ABS的工作過程可以分為常規制動，制動壓力保持制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規制動階段，ABS并不介入制動壓力控制，調壓電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處于開啟狀態，各出液電磁閥均不通電而處于關閉狀態，電動泵也不通電運轉，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處于溝通狀態，而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處于封閉狀態，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化，此時的制動過程與常規制動系統的制動過程完全相同

在制動過程中，（如下圖所示）電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的車輪轉速信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調節過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時，電子控制裝置就使控制右前輪刮動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉入關閉狀態，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸，此時，右前出液電磁閥仍末通電而處于關閉狀態，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的刮動壓力就保持一定，而其它末趨于抱死車輪的制動壓力仍會隨制動主缸輸出壓力的增大而增大；如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，電子控制裝置判定右前輪仍然趨于抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉入開啟狀態，右前制動輪缸中的部分制動波就會經過處于開啟狀態的出液電磁閥流回儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小右前輪的抱死趨勢將開始消除，隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的信號判定右前輪的抱死趨勢已經完全消除時，電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉入開啟狀態，使出液電磁閥轉入關閉狀態，同時也使電動泵通電運轉，向制動輪缸泵輸送制動液，由制動主缸輸出的制動液經電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大，右前輪又開抬減速轉動。（參見：汽車電子控制基礎，曹家喆 主編，機械工業出版社，2007年10月）

ABS通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環往復而將趨于防抱車輪的滑動率控制，在峰值附著系數滑動率的附近范圍內，直至汽車速度減小至很低或者制動主缸的常出壓力不再使車輪趨于抱死時為止。制動壓力調節循環的頻率可達3~20HZ。在該ABS中對應于每個制動輪缸各有對進液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進行控制，因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調節，從而使四個車輪都不發生制動抱死現象。

盡管各種ABS的結構形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對趨于抱死車輪的制動壓力進行自適應循環調節，來防止被控制車輪發生制動抱死。

第四章 汽車ABS 機械動力學模型

1.汽車ABS 仿真模型建立的要求：

(1)在仿真建模過程中要考慮到模型的準確性和可信度，在不失真的前提下盡量簡化仿真模型，減少自由度數，提高求解效率。

(2)能夠正確的根據路面條件、道路狀況、制動強度和法向載荷實時計算出車速和輪速，使模型盡可能反映實車的運動狀況。

(3)具有仿真建模改進的能力，能方便地修改子模型的參數，不需要花費很大精力或者重新建模，就可以在設計階段，插入或改變仿真模型。

ADAMS 軟件計算功能強大，求解器效率高，具有多種專業模塊和工具包，以及與其它CAD 軟件的接口，可方便快捷地建立機械動力學模型，支持Fortran 和C 語言，便于用戶進行二次開發[1]?；贏DAMS軟件的上述優點，利用ADAMS 軟件建立汽車制動防抱死系統（ABS）的機械動力學模型。2.模型建立：

汽車是一個復雜的動力學系統，對汽車的ABS 制動性能進行模擬仿真，輸入的參數包括制動初速，路面條件如干鋪設路面、濕鋪設路面、雪路面、冰路面、對開路面、對接路面等，道路狀況如直道、彎道、上坡、下坡等和整車參數。輸出的參數包括汽車制動過程中整車和車輪的運動狀態，如制動時間、制動距離、制動減速度、車輪滑移率、車輪角減速度、制動器制動力、地面制動力、地面側向力、橫擺力矩等。

根據以上研究目的，對整車進行適當簡化。汽車懸架系統結構型式和轉向系結構型式對汽車制動性能的影響不大，仿真模型中的慣性參數由Pro/ENGINEER 軟件三維實體建模計算得到，對懸架系和轉向系簡化如下：

懸架系統只考慮懸架的垂直變形；轉向系忽略車輪定位角和轉向傳動裝置。把汽車簡化為具有十個剛體的模型，共14 個自由度。十個剛體分別為車身、一個后非獨立懸掛組質量、兩個前獨立懸掛組質量（兩個前輪橫擺臂和兩個前輪轉向節）、四個車輪。兩前輪共有3 個自由度，車身具有3 個轉動和3 個平動自由度，兩后輪各有1 個自由度，前懸架各有一個自由度，后懸架1 個自由度，如圖1 所示。

圖1 整車仿真模型

1—車身 2—后輪 3—后懸架 4—前輪

5—前懸架 6—橫擺臂 7—轉向節

仿真模型包括以下幾個子模型：

轉向系模型：以轉向角約束直接作用于左轉向節。

前懸架模型：前懸架是獨立懸架，一側的簡化模型如圖2 所示。轉向節簡化如圖2 中3 所示，用轉動副與前輪連接。橫擺臂與減振器以球鉸分別與轉向節和車身連接。

圖2 懸架的簡化模型

1—車身 2—橫擺臂 3—轉向節 4—輪胎 5—前懸架 6—彈簧

A—轉動副 B—球鉸 C—轉動副 D—滑柱鉸 E—球鉸

后懸架是非獨立懸架，只考慮垂直方向的自由度，懸架與車身之間用平移副表示它們之間的相對運動，懸架與車身用彈簧阻尼連接，與后輪用轉動副連接。

輪胎模型：車輛的各種運動狀態主要是通過輪胎與路面的作用力引起的。采用力約束方法，不考慮輪胎拖距、回正力矩以及滾動阻力的影響。采用ADAMS 提供的非線性Pacejka 輪胎模型[2]。

制動器模型：采用美國高速公路車輛仿真模型中的制動器模型。

液壓模型：采用ADAMS 中液壓模塊（ADAMS/Hydraulics）建立制動系統的液壓仿真模塊。

路面模型：設計出路面模型可進行對開路面和對接路面制動過程的仿真計算。利用ADAMS 中提供的平面（Plane）作為路面模型的基礎，定義了平面（Plane）的長、寬等參數，使得汽車制動過程有足夠的空間，利用平面－圓（Plane-Circle）接觸力（Contact）表示車輪與地面之間的法向作用力。ADAMS輪胎模型中沒有附著系數變化的路面模塊，為此在ADAMS 提供的路面模塊基礎上，對對接路面采用在路面模型上加入標記點（Marker）的方法，分別求出前輪和后輪質心到標記點X 方向上的距離。當距離為正時說明輪胎已經跨過了標記點，此時根據所規定的路面情況對輪胎附著系數進行改變，使得模型可以計算路面附著系數變化。對開路面也采取了相同的加入標記點的方法，進行計算左右側輪胎相對于標記點Y 方向上的距離。（參見：汽車車身電子與控制技術，陳無畏 主編，機械工業出版社，2008年02月）

第五章 制動防抱死系統ABS 的控制模型

在ADAMS 中定義了與MATLAB/SIMULINK 的接口，把ADAMS 中建立的非線性機械模型轉化為SIMULINK 的S－FUNCTION 函數，再把S－FUNCTION 函數加入到控制模型里，這樣就可以方便的利用SIMULINK 提供的各種強大的工具進行控制模型開發，在MATLAB 軟件下進行聯合仿真計算[3]。圖3 所示為MATLAB/SIMULINK中表示的ADAMS 機械模型，在ADAMS 中定義四個車輪的制動力矩為輸入變量，定義四個車輪的速度和滑移率為輸出變量，保存在.m 文件中由MATLAB 調用。

圖3 ADAMS子模塊

圖4 所示

為在MATLAB/SIMULINK 下開發的ABS 控制模塊，圖中深色的部分為ADAMS 生成的子模塊，輸入參數為制動力矩，輸出參數為車輪速度和車輪滑移率，以車輪的加速度/減速度和車輪滑移率為控制參數。（參見：汽車車身電子與控制技術，陳無畏 主編，機械工業出版社，2008年02月）

圖4 ABS 仿真控制模型

第六章 ABS 聯合仿真控制規律結果與分析

1.確定車輪加速度和參考滑移率的門限值

根據ADAMS 仿真制動過程計算出的車輪加速度曲線，分析出加速度門限值為w&

1、減速度門限值為w&2。車輪滑移率下門限值λ1，上門限值λ2。

車輪的加、減速度和滑移率的門限值的確定是一個反復交替驗證過程。方法為：計算車輪的加、減速度和參考滑移率，以參考滑移率為控制參數初步確定車輪的加、減速度的門限值，再以車輪加、減速度門限值控制車輪的滑移率,確定滑移率的門限值。圖4 中深色的部分為ADAMS 生成的機械模型，在MATLAB作為一個S－FUNCTION 函數參與運算。通過上述交替驗證的方法，車輪滑移率和加速度的仿真變化曲線如圖5 所示，實車測試數據如圖6 所示。比較圖5 和圖6，可以看出仿真數據與實車測試數據相吻合，驗證了車輪加速度門限值和滑移率門限值的確定是合理的。

圖5 仿真試驗數據

圖6 試車實驗數據 圖6 實車試驗數據

選取適當滑移率門限值λ1，λ2是控制的關鍵問題之一。如果車輪的滑移率大于路面峰值附著系數相應的滑移率λOPT，車輪的側向附著力很低。在有側向風、道路傾斜或轉向制動等對車輛產生橫向力情況下，或左右車輪的地面制動力不相等時，路面不能提供足夠的側向力使車輛保持行駛方向，車輛容易發生危險的甩尾情況，因此滑移率門限值的上限應小于λOPT。

理想的ABS 系統應能把制動壓力調節到一個合適的范圍內，使得車輪的滑移率保持在λOPT附近。如果（λ2 － λ1）取值較小，則控制過程的保壓時間較短，需進行頻繁的壓力調節，壓力調節器需進行頻繁的動作，而壓力調節器和制動器需要一定的響應時間，過于頻繁的壓力調節會使壓力調節器和制動器來不及響應，達不到控制效果。如果（λ2 － λ1）取值較大，車輪的運動狀態不能及時的控制，車輪的速度波動范圍很大，還會造成制動效能降低。2.ABS 的控制周期

控制周期取決于車速信號采集頻率，制動壓力調節器的響應時間和控制邏輯運算時間之和。在仿真模型里進行了控制周期對ABS 控制影響的分析。

模型中采用了改變控制模型與車輛模型之間的通訊時間來實現控制周期的模擬。以通訊時間為0.1s 和0.15s 為例，得到結果如圖7和圖8所示。從兩圖中可以看到控制周期增大，滑移率變化范圍增大，說明車輪的線速度變化范圍增大，車輪的抱死趨勢強烈。在開發ABS 的時候，應盡力縮短控制周期。的聯合仿真 圖9 為左前輪3～5s 的ABS 仿真試驗數據，按照邏輯門限值的方式進行控制。從圖9 中可以看出，在加速度為－20m/s2 附近，進行了快速減壓，車輪的加速度增大，但車輪速度仍在減小。然后在加速度為－22m/s2 時出現了保壓過程，此時滑移率為0.17 左右。緊接著是一個壓力逐漸增加的過程，在這個過程中車輪的加速度逐步減小，但車輪速度繼續增加，此時車輪滑移率控制在0.1 附近，接著又是一個短暫的保壓過程，車輪的加速度增大，此后又開始了新的一輪的制動壓力的調節。車輪的加速度在（－20～20）m/s2之間，管路壓力在（1.5～4.5）MPa 之間。圖10 為道路試驗數據，比較兩圖，仿真數據與試驗數據基本吻合。（參見：張躍今，宋健.多體動力學仿真軟件－ADAMS 理論及應用研討.機械科學與技術，1997.9）

圖9 左前輪3～5s 的仿真試驗數據

圖10 左前輪3～5s 的道路試驗數據

第七章 結論

(1)用兩個軟件

ADAMS 和MATLAB/SIMULINK分別建立機械模型和控制模型，發揮各自的優點進行聯合仿真計算，精度較高。

(2)采用交替驗證的方法，確定車輪滑移率和加速度的門限值效果較好。(3)仿真數據與道路試驗數據基本吻合，證明仿真方法和仿真模型可行。(4)此模型較準確地反映ABS 制動過程各參數的變化情況，可以此為基礎進行實車的ABS 控 制算法的開發，縮短開發時間，減少開發經費。

(5)此模型還易于擴展，進一步開發和研究ABS 以及與ASR(Acceleration Slip Regulation)、ACC(Adaptive Cruise Control)的集成化系統。

致 謝

在這短短幾個月的時間里畢業論文能夠得以順利完成，并非一人之功。感謝所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關心、支持著我的家人。感謝你們對我的教誨、幫助和鼓勵。在這里，我要對你們表示深深的謝意！

感謝我的指導老師——田文超老師，沒有您認真、細致的指導就沒有這篇論文的順利完成。和您的交流并不是很多，但只要是您提醒過該注意的地方，我都會記下來。事實證明，這些指導對我幫助很大。

感謝我的父母，沒有他們，就沒有我的今天。你們的鼓勵與支持，是我前進的強大動力和堅實后盾。

最后，感謝身邊所有的老師、朋友和同學，感謝你們三年來的關照與寬容，與你們一起走過的繽紛時代，將會是我一生最珍貴的回憶。

參考文獻：

1.汽車電子技術，遲瑞娟，李世雄 主編，國防工業出版社，2008年08月 2.汽車電子控制基礎，曹家喆 主編，機械工業出版社，2007年10月 3.汽車車身電子與控制技術，陳無畏 主編，機械工業出版社，2008年02月

4.張躍今，宋健.多體動力學仿真軟件－ADAMS 理論及應用研討.機械科學與技 術，1997.9 5.ADAMS Reference Manual Version 12, Mechanical Dynamics, Inc.6.Matlab Referen ce Manual Version 6.1.Mathworks Inc.

第二篇：ABS論文

寧波工程學院成教學院大專

畢業論文

論文題目：淺析汽車防抱死系統ABS

學生姓名：徐小強 學 號： 指導老師：金建忠

專 業：汽車運用與維修 年 級：10大專 教 學 點：湖州交通學校

寧 波 工 程 學 院

二 0 一 一 年 四 月

目錄

內容提要??????????????????????????????2

一、汽車ABS技術發展 ??????????????????????? 2(一)ABS的功用 ??????????????????????????2（二)ABS技術的發展及應用現狀??????????????????? 2(三)ABS的發展趨勢 ????????????????????????3

二、防抱死系統的結構組成和工作原理 ????????????????4(一)ABS的基本結構????????????????????????5(二)ABS的工作原理????????????????????????6

三、汽車ABS系統的維修??????????????????????8

（一）ABS故障診斷儀器和工具????????????????????8

（二）故障診斷與排除的一般步驟???????????????????9

四、ABS系統常見故障的維修及分析??????????????????10

（一）常見故障及分析????????????????????????10

（二）奧迪A6 ABS故障實例故障診斷與排除??????????????11參考文獻?????????????????????????????13

淺析汽車防抱死系統ABS

〔摘要〕：隨著汽車技術的不斷改進，ABS已逐漸成為汽車的標準配件，ABS能大大提高汽車的制動性能。了解ABS這些技術對汽車制動系統的維修和故障診斷工作都是十分重要的。本文主要介紹汽車ABS技術發展，ABS基本結構和工作原理，ABS系統的檢修，并對典型ABS系統的車輛也作了簡要介紹。

〔關鍵詞〕：防抱死系統；結構與工作原理；故障診斷

一、汽車ABS技術發展

（一）ABS的功用

ABS在汽車制動時根據車輪的運動養成自動調節車輪壓力，防止車輪抱死，其實質就是是傳統的制動過程變為瞬時的制動過程，即在制動時使車輪與地面達到“抱而不死，死而不抱”的狀態，其目的是使車輪與地面的摩擦力達到最大，同時又可以避免后輪側滑和前輪喪失轉向功能，又使汽車取得最佳的制動效能。

（二）ABS技術的發展及應用現狀

世界上第一臺防抱死制動系統 ABS(Anti-locked Brake System), 在1950 年問世，首先被應用在航空領域的飛機上，1968 年開始研究在汽車上應用。70 年代，由于歐美七國生產的新型轎車的前輪或前后輪開始采用盤式制動器，促使了 ABS 在汽車上的應用。1980年后，電腦控制的 ABS 逐漸在歐洲、美國及亞洲日本的汽車上迅速擴大。進入90年代后，ABS技術不斷發展成熟，控制精度、控制功能不斷完善。現在發達國家已廣泛采用ABS技術，ABS裝置已成為汽車的必要裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車ABS的裝備率已達90％以上，轎車ABS的裝備率在60％左右，運送危險品的貨車ABS的裝備率為100％。ABS裝置制造商主要有：德國博世公司（BOSCH），歐、美、日、韓國車采用最多；美國德科公司（DELCO），美國通用及韓國大宇汽車采用；美國本迪克斯公司（BENDIX），美國克萊斯勒汽車采用；還有德國戴維斯公司（TEVES）、德國瓦布科（WABCO）、美國凱爾西海斯公（KELSEYHAYES）等，這些公司的ABS產品都在廣泛地應用，而且還在不斷發展、更新和換代。

近年來，ABS技術在我國也正在推廣和應用，1999年我國制定的國家強制性標準GB12676-1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》中已把裝用ABS作為強制性法規。此后一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長安、上海通用等均開始采用ABS技術，但這些ABS裝置我國均沒有自主的知識產權。

國內研究ABS主要有東風汽車公司、交通部重慶公路研究所、濟南捷特汽車電子研究所、清華大學、西安交通大學、吉林大學、華南理工大學、合肥工業大學等單位，雖然起步較晚，也取得了一些成果。在氣壓ABS方面，國內企業包括東風電子科技股份有限公司、重慶聚能、廣東科密等都已形成了一定的生產規模。液壓ABS由于技術難度大，國外技術封鎖嚴密，國內企業暫時不能獨立生產，但在液壓ABS方面也在做自主研發，力圖突破國外跨國公司的技術壁壘，已經取得了一些新的進展和突破。如清華大學和浙江亞太等承擔的汽車液壓防抱死制動系統（ABS）“九五”國家科技攻關課題，在ABS控制理論與方法、電子控制單元、液壓控制單元、開發裝置和匹配方法等關鍵技術方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理論，避免了傳統的邏輯門限值研究方法的局限性，取得了理論上的突破，研發ABS成功且進入產業化、批量生產階段。其試樣在南京IVECO輕型客車上匹配使用全面達到了國家標準GB12676-1999和歐洲法規EECR13的要求。這對振興我國汽車工業與汽車零部件業具有劃時代意義，標志著我國汽車液壓ABS國產化已邁出堅實的一步。同時合肥工業大學也研制出國內具有自主知識產權的液壓制動電子防抱系統，率先在HF6700輕型汽車上匹配使用獲得成功。國內液壓ABS技術含量與國外雖有一定的差距，但在政府的大力支持和國內豐富的人力資源配合下，相信國內可以在較短的時間內在ABS技術某些領域達到國際水平。

（三）ABS的發展趨勢

隨著電子技術和汽車技術的快速發展，ABS技術也得到了不斷完善。今后，ABS技術將沿以下幾個方面繼續發展。

采用現代控制理論和方法完善ABS技術性能。目前得到廣泛應用的是采用門限值控制方法的ABS，有一定局限性。研究適應ABS這種變工況、非線性系統的控制方法，完善ABS技術性能將是今后ABS研究的熱點。近幾年出現的增益調度 3

PID控制、變結構控制和模糊控制等方法，是以滑移率為目標的連續控制，使制動過程中保持最佳、穩定的滑移率，理論上是理想的防抱死制動控制系統。

提高ABS的可靠性、自適應性。ABS是加裝在汽車上的輔助安全裝置，它要求高可靠性，否則會導致人身傷亡及車輛損壞。為了提高ABS的可靠性，ABS電控部分應向集成化方向發展，制作專用的ABS芯片；機械部分則通過優化結構設計、采用新材料、提高制造工藝等。ABS軟件部分則采用補償方法（針對測量、計算誤差）和自適應控制算法來提高ABS的可靠性和自適應性。

提高系統的集成度，減小體積，減輕質量?，F代汽車的安裝空間都非常緊湊，而ABS又是提高汽車安全性能的附加裝置，預留的空間非常有限，因此，要求ABS控制器體積盡量小。此外新增加的裝置必然增加整車質量，對整車經濟性、動力性不利，要求ABS質量輕。因此ABS裝置必須高度集成化，這樣既可減小體積，又可減輕質量，同時還可以降低成本。

增強ABS控制器的功能，擴大使用范圍。隨著現代電子技術的飛速發展，ABS技術也在不斷地成熟和發展，很多ABS控制器已經選用功能強、速度快、集成度高的16位或32位微處理器，甚至做成專用芯片，為ABS進一步完善和擴展構建了一個良好的平臺。目前對汽車進行安全控制的裝置不斷地被加入這個平臺，由最初的防滑控制系統（ASR），到現在的電子制動力分配裝置（EBD）、電子助力制動裝置（EBA），電子行駛穩定性控制系統（ESP）、車輛動力學控制系統（VDC）、電子控制制動系統（EBS）、車速記錄儀（VSR）等。ABS技術已進入全新的發展時期，ABS作為制動控制系統的一個子系統，其控制功能和使用范圍正在不斷擴大。

提高總線技術在ABS系統上的應用。隨著電控單元在汽車中的應用越來越多，車載電子設備問的數據通信變得越來越重要，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。大量數據的快速交換、高可靠性及廉價性是對汽車電子網絡系統的要求。在該網絡系統中，各處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能，同時在其他處理機需要時提供數據服務。汽車內部網絡的構成主要依靠總線傳輸技術。汽車總線傳輸是通過某種通訊協議將汽車中各種電控單元（發動機、ABS、自動變速器等）、智能傳感器、智能儀表等聯接起來，從而構成的汽車內部網絡。其優點有：減少了線束的數量和線束的容積，提高了電 4

子系統的可靠性和可維護性采用通用傳感器，達到數據共享的目的；改善了系統的靈活性，即通過系統的軟件可以實現系統功能的變化。

二、防抱死系統的結構組成和工作原理

(一)ABS的基本組成

汽車制動防抱死系統ABS的類型較多，但基本都是由電子控制單元（ECU）、制動壓力調節裝置、車輪轉速傳感器等組成。在不同的ABS系統中，電子控制單元的內部結構和控制邏輯可能不盡相同，制動壓力調節裝置的結構形式和工作原理也往往不同。

ABS根據其對制動壓力的控制方式可分為機械式和電子式。目前大多數的ABS都是電子控制的。目前流行的ABS可按以下分類： 1.根據制動壓力調節裝置的布置分類

將制動壓力調節裝置和制動主缸組成的ABS稱為整體式ABS，它主要制動主缸、制動助力器（液壓助力）、制動壓力調節裝置、電動泵總成及壓力調節回路等組成。電動泵總成為回路提供高壓，同時也用于主動助力。

具有獨立的制動壓力調節裝置和獨立的制動主缸的ABS類型稱為分置式，它主要由帶助力器（真空或液壓助力）制動主缸以及分置的壓力調節單元等組成。制動主缸產生的制動壓力通過制動管路分配給各個車輪的制動器，壓力調節裝置獨立地調節各個車輪制動器的制動壓力，而不受制動踏板上作用力大小的影響。2．根據制動管路的的布置方式分類

根據制動管路布置方式的不同進行分類，可分為單通道、雙通道、三通道或四通道的兩輪系統和四輪系統。(1)兩輪系統

兩輪系統僅對后輪提供防抱死制動性能，兩輪系統常見于輕型貨車。兩輪ABS系統可以是單通道或雙通道系統。在單通道系統中，同時調節左、右兩側車輪的制動器，控制滑移。單通道系統依靠防止中央的ABS轉速傳感器的輸入信號。該轉速傳感器通常位于差速器齒圈上或變速器上。雙通道兩輪ABS系統相互獨立地調節每個后輪的液壓力，在每個車輪上都裝有輪速傳感器，根據轉速傳感器傳來的速度信號來控制壓力調節。(2)對角分路式系統

這種系統用兩個轉速傳感器的讀數調整所有四個車輪的車輪轉速。一個傳感器輸入控制右前輪，另一個傳感器輸入控制左前輪，對應后輪的制動壓力同時由位于其對角線上的前輪控制著。這種系統比兩輪系統要好，因為它可提供制動時的轉向控制。

(3)前/后輪分路式系統

這種系統具有三通道回路，對每個前輪有單獨的液壓回路，對后輪有一條液壓回路。

(4)全輪（四輪）系統

該系統是最有效的ABS系統，它是四路系統，每個車輪都有轉速傳感器監 控。ABS電控單元以連續的信息保證每個車輪接受正確的制動力來保持防抱死控制和轉向控制。(二)工作原理

ABS的工作過程可以分為常規制動、制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力增大等階段。1.常規制動階段

在常規制動階段，ABS并不介入制動壓力控制，調節電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處于開啟狀態，各出液電磁閥均不通電而處于關閉狀態，電動泵也不通電運轉，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處于暢通狀態，而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處于封閉狀態，各制動制動輪缸的壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化。此時的制動過程與一般制動系統的制動過程完全相同。2.制動壓力保持階段

在制動過程中，電控單元根據車輪轉速傳感器輸入的車輪轉速信號判定有車 輪抱死時，ABS就進入防抱死制動壓力調節過程。例如，電控單元發現右前輪趨于抱死時，電控單元就使控制右前輪制動壓力的進液電磁閥通電，使右前輪進液電磁閥轉入關閉狀態，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動主缸。此時，右前出液電磁閥仍未通電而處于關閉狀態，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的制動壓力就保持一定，而其他未抱死車輪的制動壓力仍會隨制動主缸輸出壓力的增大而增大。3.制動壓力減小階段

如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，電控單元判定右前輪仍趨于抱 死，電控單元又使右前出液電磁閥也轉入開啟狀態，右前制動輪缸中的部分制動液就會經過出液電磁閥流出儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小，右前輪的抱死趨勢將開始消除。4.制動壓力增大階段

隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速，當電控單元根據車輪轉速傳感器輸入的信號判定右前輪的抱死趨勢以已經完全消除時，電控單元就使右前進液和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉入開啟狀態，使出液電磁閥轉入關閉狀態，同時也使電動泵通電運轉，向制動輪缸泵送制動液，由制動主缸輸出的制動液和電動泵泵送的制動液都經過處于開啟狀態的右前進液電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的壓力迅速增大，右前輪又開始減速運動。

ABS通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環往復的經歷保持-減小-增大過程，而將趨于抱死車輪的滑移率控制在峰值附著力系數滑移率的范圍內，直至汽車速度減小到很低或者制動主缸的輸出壓力不再使車輪趨于抱死時為止，一般制動壓力調節循環的頻率可達3～20Hz。在四通道ABS系統中對應于每個制動輪缸各有一對進液和出液電磁閥，可由電控單元分別進行控制。因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立的調節，從而使四個車輪都不發生制動抱死現象。

雖然各種ABS系統的結構形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對趨于抱死的車輪的制動壓力進行自適應循環調節，來防止被控制車輪發生抱死現象。而且各種ABS在以下幾方面都是相同的。

（1）ABS只是在汽車的速度超過一定數值后（如10km/h）,才會對制動過程中趨于抱死的車輪進行防抱死制動壓力調節。當汽車速度被制動降低到該數值時，ABS就會自動地中止防抱死制動壓力的調節，此后裝備有ABS系統的汽車的制動過程與常規制動系統的制動過程相同，車輪仍然可能被制動抱死。這是因為當汽車速度很低時，車輪被制動抱死對汽車制動性能的影響已經很小，而且要使汽車盡快制動停車，就必須使車輪制動抱死。

（2）在制動過程中，只有當被控制車輪趨于抱死時，ABS系統才會對趨于抱死車輪的制動壓力進行防抱死調節，在被控制車輪還沒有趨于抱死時，制動過程與常規制動系統的制動過程完全相同。

（3）所有ABS系統都有自診斷功能，能夠對系統的工作情況進行監控，一旦發現存在影響系統正常工作的故障時，會自動關閉ABS系統，并點亮ABS報警燈，向駕駛員發出警示信號，汽車的制動系統仍然可以像常規制動系統一樣進行制動。

三、汽車ABS系統的維修

(一)ABS故障診斷儀器和工具

在多數防抱控制系統中，可以通過跨接診斷座串相應的端子，根據防抱警示（或電子控制裝置的發光二極管）的閃爍情況讀取故障代碼。所以，在故障代碼讀取時，往往需要合適的跨接線，跨接線是兩端帶有插接端子的一段導線，也有的跨接線在中間設有保險管。

故障代碼只是代表故障情況的一系列數碼，要確切地了解故障情況，還須根據維修手冊查對故障代碼所代表的故障情況。另外，要正確地對系統進行故障診斷的排除，也需要利用維修手冊作參考，因此，維修手冊是故障診斷和維修過程中最為重要的工具。

對防抱控制系統進行檢查時，萬用表是基本的測試工具，由于指針式萬用表能夠反應電參數的動態變化，所以更適合于是防抱控制系統的電路檢查。另外，也可以用一些更為專用的電參數測試器（如多蹤示波器等），可更為方便和更為深入地對系統進行檢查。

在大部分汽車上，防抱控制系統電子控制裝置線束插頭都不好接近，速成插頭中的端子又沒有標號，使確定所要測試的端子變得較為困難，特別是當向一些特定的端子加入電壓時，如果電壓加入有誤，可能會損壞系統中的一些電氣元件，另外，如果直接從線束插頭的端子上對系統進行測試，不影響測試結果的準確性，可能還會使端子發生變形或破壞，為此，可以使用接線端子盒。由于各種防抱控制系統線束插頭中的端子數，端號排列、插頭形式不盡相同，因此，所用的接線端子盒也就不同。

對防抱控制系統進行電路測試時，將系統的線束插頭從電子控制裝置上卸下,再將接線端子盒的線束插頭與系統線束插頭插接，這祥，接線端子盒子的端子標號就與系統線束端子標號相對應，通過對接線端子盒上端子的測試，就相當于求系統線束插頭中相應端子進行測試。

在對防抱控制系統的液壓裝置進行檢查時，有時需要使用壓力表。對防抱控制系統進行故障診斷時，也可以借助各種測試儀器，有些系統甚至只有用專用診端測試儀才能進行故障診斷。專用診斷測試儀器可分為兩大類，其中一類可以替代系統的電子控制裝置，對系統工作情況進行檢查和模擬，這類儀器有博世ABS診斷測試器和豐田ABS診斷測試器。另一類診斷測試器則需要系統的端子控制裝置通過與系統的電子控制裝置進行雙向通訊。既能讀取系統工電子控制裝置所存儲記憶的故障代碼，并將故障代碼轉換為故障情況后顯示，部分地替代了維修手冊的作用，又可向系統電子控制半裝置傳輸控制指令，對系統進行工作模擬。這類測試儀器有SNAP-ON紅盒子掃描儀SCANNER及通用的TECH-L和克萊斯的ORB-LL等，這些診斷測試儀器因可以讀解故障代碼，一般稱為解碼器。解碼器不僅可以對防抱控制系統進行故障診斷，而且還可以對汽車的其它一些電控制系統進行診斷測試，只是需要選擇相應的軟件而已。(二)故障診斷與排除的一般步驟

當防抱控制系統警示燈持續點亮時，或感覺防抱控制系統工作不正常時，應及時對系統進行故障診斷和排除。在故障診斷和排除。在故障診斷和排除時應該按照一定的步驟進行，才能取得良好的效果。故障診斷與排除的一般步驟如下： 1.確認故障情況和故障癥狀；

2.對系統進行直觀檢查，檢查是否有的制動液瀉漏`導線破損、插頭松脫、制動液液位過低等現象；

3.讀解故障代碼，既可以用解碼器直接讀解，也可以通過警示燈讀取故障代碼后，再根據維修手冊查找故障代碼所代表的故障情況。

4.根據讀解的故障情況，利用必要的工具和儀器對故障部位進行深入檢查，確診故障部位和故障原因； 5.故障排除； 6.清除故障代碼；

7.檢查警示燈是否仍然持續點亮，如果警示燈仍然持續點亮，可能是系統中仍有故障存在，也有可能是故障己經排除，而故障代碼未被清除；警示燈不再電亮后，進行路試，確認系統是否恢復工作。

在故障診斷和維修過程中，應當注意，不僅不同型號的汽車所裝備的防抱系統可能不同，而且即使是同一型號的汽車，由于生產年份不同其裝備的防抱控制系統也可能不同。

防抱控制系統的故障大多是由于系統內的接線插頭松脫或接觸不良、導線斷路或短路、電磁閥線圈斷路或短路、電動泵電路斷路或短路、車輪轉速傳感器電磁線斷路或短路、續電器內部斷路或短路，以及制動開關、液位開關和壓力開關等不能正常工作引起的。另外，蓄電池電壓過低、車輪轉速傳感器與齒圈之間的間隙過大或受到泥污沾染、儲液室液位過低等也會影響系統的正常工作。

制動系統安全性的一個重要裝置。有人說制動防抱系統是汽車安全措施中繼安全帶之后的又一重大進展。汽車制動系統是汽車上關系到乘客安全性最重要的二個系統之一。隨著世界汽車工業的迅猛發展，汽車的安全性越來越為人們重視。汽車制動防抱系統，是提高汽車制動安全性的又一重大進步。

傳感器檢測車輪速度，然后把車輪速度信號傳送到微電腦里，微電腦根據輸入車輪速度，通過重復地減少或增加在輪子上的制動壓力來控制車輪的打滑率，保持車輪轉動。在制動過程中保持車輪轉動，不但可保證控制行駛方向的能力，而且，在大部分路面情況下，與抱死〔鎖死〕車輪相比，能提供更高的制動力量。

四、ABS系統常見故障的維修及分析

(一)常見故障及分析

1.故障現象：擋車處于靜止狀態時，ABS指示燈快閃1次。故障分析1:左前傳感器開路或傳感器接插件接觸不良。排除方法：更換傳感器或消除接觸不良。故障分析2ABS線束終于傳感器相連的電纜開路。排除方法：找到開路點，將其恢復連接。

2.故障現象：擋車處于靜止狀態或行駛狀態時ABS指示燈慢閃1次。故障分析1左前輪電磁閥線包開路。排除方法：更換線包或ECU 3.故障現象：當車輛處于行駛狀態時，ABS指示燈快閃一次。故障分析1：左前傳感器與齒圈的間隙過大，輪速信號不足。排除方法：調整傳感器與齒圈的

間隙＜0.7毫米，檢查傳感器輸出電壓＞0.3v。故障分析2左前輪齒圈安裝不平整或齒圈松動。排除方法：重新安裝齒圈

4.故障現象：當用戶打開電源后ABS系統沒有3 秒自檢ABS指示燈不亮。故障分析1：電源電壓沒有加到ABS系統中。排除方法：1檢測ABS線束與車輛上12v電源是否接通2檢測車輛是否有12v電壓。故障分析2;ECU損壞。排除方法：更換ECU.5.故障現象：當用戶打開電源后ABS有3秒自檢，ANS使用一切正常但ABS指示燈不亮。故障分析;ABS指示燈驅動電路損壞：排除方法1將ABS線束與ECU相連的接插件的第16腳與地短接，如果ABS指示燈沒有熄滅，則更換等驅動塊。2如果更換燈驅動快后ABS仍然常亮，則斷開ABS指示燈與ABS線束的鏈接，一般來說，斷開后ABS燈會仍然常亮，如遇此情況情檢測原車電路

（二）奧迪A6 ABS故障實例故障診斷與排除 1.故障現象

一輛奧迪A6轎車，裝用ATX型發動機，該車在行駛過程中儀表盤上的ABS黃色指示燈用駐車制動指示燈常亮，制動系統無防抱死功能． 2.故障診斷與排除

首先檢查制動總泵儲液罐內的制動液液面高度，制動液不足，添加制動液至儲液罐的上刻線位置。加滿制動液之后打開點火開關，儀表盤上的駐車制動指示燈亮，起動發動機后自動熄火。檢查制動總泵、各車輪的制動分泵及制動管路無制動液滲漏。把4個車輪頂離地面，用手轉動車輪檢查，制動蹄回位性能良好，無制動蹄片拖滯現象。檢查制動蹄片，制動蹄很厚，磨損輕微，制動系統的機械部分正常。

起動發動機，把汽車加速至30~40km/h的速度，迅速踩下制動踏板，這時4個車輪同時抱死，路面上留下明顯制動印痕，說明汽車的常規制動性能良好。把汽車加速至60~80km/h的速度，迅速踩下制動踏板，這時4個車輪仍同時抱死，路面上留下十分明顯的制動印痕，但汽車無制動跑偏現象，說明汽車制動系統中的ABS系統不工作，制動系統只具備常規制動功能。

針對以上故障現象，采取下列方法進行檢修：

（1）首先，對ABS控制系統進行故障自診斷：在駕駛室左前座（乘客座）儀表盤雜物箱右下角找出一個雙線故障診斷插座，用導線跨接故障診斷座中的兩個插孔，打開點火開關，儀表盤上的ABS黃色指示燈顯示故障代碼12和61。

（2）對ABS控制系統供電電源電路進行檢查：

在發動機室內，打開繼電器/熔斷盒的上蓋，用試燈檢查熔斷器Power（120A）、Brake(20A)、ALB2（15）、ALBMO、OR（50A）處都有12V電源電壓；拆除ALB電動機控制繼電器，用試燈檢查繼電器插座中各插孔的供電情況，結果1號插孔有12V常接電源電壓，3號插孔當點火開關轉到IG2位置時有12V電壓，關閉點火開關時不到0V，說明ALB電動機控制繼電器的電源電路正常，檢查ABS/ECU（7.5V）熔絲，熔絲良好。

（3）拆除ABS電動機控制繼電器，用一根導線跨接繼電器插座中的1、2插孔，這時可以聽到ALB執行器中的制動油泵電動機運轉的聲音，說明ABS制動油泵電動機正常工作。檢查ABS電動機控制繼電器，用12V電源加在繼電器的3、4端子上，可以聽到繼電器內觸點動作的聲音；用萬用表檢查繼電器1、2端子的導通情況，當在3、4端子不加12V電壓時1、2端子之間不導通（斷開），當加上12V電壓時，1、2端子之間導通，說明ABS電動機控制繼電器工作正常。

4、全面檢查ABS控制系統各連接導線的導通情況。從發動機室在的側ALB系統油壓調節器組件上，取下前失效/安全繼電器及后失效/安全繼電器，檢查這兩個繼電器的工作情況，檢查結果這兩繼電器工作也正常。

從4個車輪處拆下輪速傳感器器插頭，從后行李箱前壁上拆下ALB/ECU及線束插頭，用試燈及數字式萬用表檢查ALB系統中各元件、傳感器到ALB/ECU線束上各端子間連接導線的導通情況。

打開點火開關，用萬用表檢查ALB/ECU線束23（IG2）號端子的供電情況，發現電源向ALB/ECU線束23（IG2）號端子的供電電壓不正常，用手動幾下ALB/ECU的線束及插頭有時供電正常，有時又會出現供電中斷現象，說明從點火開關IG2，儀表盤下熔絲盒中2號熔絲處到ALB/ECU線束上23（IG2）號端子間的導線有短路的地方，造成電源對ALB/ECU供電不正常。

關閉點火開關，檢查從ALB電動機控制繼電器插座上4號ALB/ECU上線束插頭18（PMR）號端子之間的導線不導通（斷路）。

檢查前失效/安全繼電器插座上FSR端子到ALB/ECU線束插頭上17（FSR）號端子之間的導線不導通（斷路）。

(4)通過逐段檢查線路故障，發現以上3處導線故障都是ALB/ECU總線束在穿過后行李箱前壁的板處因橡膠保護套破損之后導線與壁板互相摩擦而磨破導線絕緣層之后造成上述導線斷路、短路故障。

(5）把上述導線斷路、短路部位用相同線徑及相同顏色的導線連接好，用絕緣膠布包扎好并將線束用絕緣膠布包扎2~3層，外面另一套絕緣塑料套，更換線束保護絕緣膠套并固定好總線束。

(6)因上述控制線路故障，有可能給ALB/ECU造成不良影響，因此對ALB/ECU進行檢查。先除去ALB/ECU表面的灰塵，拆開ABS/ECU兩邊的蓋板，發現集成電路板上有不少灰塵，先用壓縮空氣吹干凈后用稀酒精清洗，晾干后進行仔細檢查、測量。經檢查沒有發現任何缺陷，檢查完畢裝上ALB/ECU兩邊的蓋板，固定好ALB/ECU，插上線束插頭，并插上ABS控制系統中的所有控制元件的線束插頭，裝好車輪及其他相關零件、附件后打開點火開關，儀表盤上的ABS黃色指示燈亮，起動發動機后指示自動熄滅。這時反復踩下制動踏板，儀表盤上的ABS黃色指示燈都不亮，故障排除。

參考文獻

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第三篇：太陽能電池環境監測系統研究論文

摘要：根據太陽能電池環境監測具有分散、靈活、偏遠等特點以及傳統有線網絡布線繁瑣、維護困難等問題，本設計提出一種基于CC2530-Zigbee的由太陽能電池進行供電的無線網絡電池環境監測系統。本系統由數據采集終端節點和上位機實時監測平臺組成，兩個數據采集節點均采用太陽能電池和鋰電池組合供電的方式,可以實時監測和記錄溫度、太陽能電池電壓等參數信息,并可將采集到的數據經Zigbee網絡無線傳輸到監測平臺,實現數據的即時顯示和存儲功能。

【關鍵詞】ZigbeeCC2530；溫度；太陽能電池；無線網絡

1引言

太陽能電池在其運行和操作過程中可能會因部分遮陰和老化而出現熱斑現象，從而可能會嚴重影響太陽能電池的發電供電能力，又或者太陽能電池可能在某種情況下失去供電能力而在遠處的用戶又不能知曉。為了確保太陽能電池供電系統能夠正常的運行和工作,以及為了了解太陽能電池的周邊環境，使人們能夠更加高效地利用太陽能，我們需要對太陽能電池供電系統的各項周邊環境參數和太陽能電池的實時供電電量進行測量和監控。早在2003年，美國國家自然科學基金委員會就開始了一系列的無線傳感器網絡研究計劃的實施，并聯合一些大學開展了嵌入式智能傳感器項目的研究，旨在構建一個關于太陽能電池無線動態的監測系統。而國內的一些大學如武漢理工大學、湖南大學和華中科技大學等高校也陸續開始了對類似問題的研究，分別提出有線和無線的太陽能發電監測系統。上訴研究雖然對太陽能電池環境方面作出了詳細的研究，但是很多關鍵細節往往不公開而且這些系統往往存在成本高、功耗大的缺陷。所以有必要設計一款基于成本比較低、功耗比較少的Zigbee無線傳感器技術、GPRS技術的太陽能電池環境監測系統。本次研究結合公眾需求，基于無線網絡、聯合傳感器，從而進行對數據的實時監測，這次實驗具有一定的實際意義，也可滿足公眾對環境監測方面的要求。

2Zigbee無線技術的發展現狀

無線傳感器網絡技術源于20世紀70年代，這種技術最早是應用于軍事科技領域，但是由于技術能力限制，該網絡只能獲取單一數據信號，兩個節點之間只能進行簡單的點對點的數據通信，并不能實現廣播和組播。無線網絡技術可以分為WPAN、WLAN、WMAN和WWAN四種。Zigbee通信技術從2002年的Zigbee聯盟成立到2006年該聯盟推出了一種比較成熟協議—Zigbee-2006標準協議已走過了多個年頭，而Zigbee技術也得到了快速的發展。Zigbee通信技術有良好的應用前景，比如智能家居、智能商業大樓、智能儀表控制。在智能的商業大樓中可以使用Zigbee完成智能設備的自動控制，其大樓管理人員可以對于燈光、空調、火災系統等各項重要開關進行遠程智能控制，以此實現減少能源費用，降低人力資源管理成本的目的。對于消費者來說，若家中安裝有Zigbee管理系統，可以遠程地監控家里各種開關、水利電力、煤氣是否泄漏、是否有外來人進入等安全隱患，如若監測到異樣可自動對戶主發出警報信號。作為全球經濟總量排名第二的中國市場，Zigbee產品鏈的應用有良好的發展前景，雖然本土的芯片供應商的參與度有限，但是Zigbee應用的成熟不需要很長時間。

3總體設計

傳統的太陽能環境監測系統是以單片機和射頻技術模塊組合設計而成的，其特點是編程簡單、容易實現和移植，但功耗比較高，成本也相對比較高，實用性較差；另外，用到的元器件比較多，不易于系統的長時間的運行且不能進行休眠或休眠的功能不容易實現。因此本設計采用Zigbee無線通信技術進行開發和研究，通過采集子節點和協調器的通信實現數據在兩個節點之間的通信。位于PC的上位機能實時顯示各項數據的情況，且增加高溫、高壓預警功能，保護系統的正常運行工作，在滿足大眾需求的情況下符合人性化、性價比比較高、功能容易實現。本設計主要分為兩部分制作：硬件設計和軟件設計。硬件設計方面：采用現成Zigbee核心板和底板結合溫濕度傳感器和AD模塊實現溫濕度和電量的測量；軟件設計方面：利用IAR集成開發環境進行軟件程序的編輯、編譯和采用C#編程語言在VS2012開發環境下進行上位機程序的編寫，系統總體框圖如圖1所示。

4硬件設計

本設計主要分為四個部分：第一部分是由Zigbee芯片和傳感器模塊構成的數據采集子節點；第二部分是由Zigbee芯片和GPRS模塊構成協調器模塊；第三部分為太陽能電池供電模塊；第四部分為信息收集模塊。

4.1CC2530Zigbee芯片Zigbee

通信技術要應用于功耗比較低、成本比較低以及運行速率要求的低的監控系統中。本設計采用的主控芯片為CC2530-Zigbee。CC2530芯片結合了強大的RF技術，以及業界標準的增強型8051CPU。CC2530芯片有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB的閃存。本設計采用的是CC2530F256，其具有幾種不同的運行模式，使得它可以適應超低功耗要求的系統，非常適合用作以環境監測系統的主控芯片。同時，CC2530F256結合了業界領先的黃金單元Z-Stack協議棧，提供了一個強大而完整的Zigbee解決方案。同時為了便于設備的維護以及日后的拓展使用，將Zigbee芯片的硬件分為兩部分，即是CC2530核心板和底板。核心板集射頻收發及MCU控制功能于一體，也集成了CC2530芯片正常工作的所有外部電路，滿足監測系統開發的需要。同時模塊引出CC2530所有IO口，便于功能評估與二次開發。CC2530底板連接著CH340G芯片，該信芯片與串口0相接，方便使用USB線進行調試。同時，底板有CC_Debugger接口，可與仿真器連接直接下載或調試程序。由于CC2530芯片是3.3V供電的，所以底板連接著AMS1117-3.3芯片，實現5V到3.3V的轉變。

4.2Zigbee協議棧

由于傳統的無線傳感器網路協議很難適應某些系統對低成本、低功耗、低容錯性的要求，而無線傳感器網絡節點之間進行數據信息傳輸又以無線網路通信協議為基礎，于是就出現了以IEEE802.15.4協議為基礎的Zigbee協議來支持于Zigbee技術的發展。Zigbee協議棧由物理層、介質接入控制層、應用層、網絡層構成。其中Zigbee應用層包括應用支持子層APS、應用框架AF、Zigbee設備象ZDO等。其中設備之間的綁定是在協議棧的APS層實現的，應用支持子層APS在NWK層和APL層之間，并提供了兩個接口：APSDE-SAP、APSME-SAP，兩個接口的功能如下：前者提供在無線傳感器網絡內兩個或多個節點之間的數據通信；后者提供多種服務給應用對象ZDO。IEEE802.15.4標準規定了物理層和MAC層的協議規范，而Zigbee聯盟中的Zigbee標準定義了NWK層以及APL層的協議標準，讓用戶可在這個應用層上開發實現自己應用的開發，其中Zigbee無線網絡協議如圖2所示。太陽能電池模塊是太陽能發電系統中價值最高的部分，其作用是將太陽能轉化為電能，或送往電池中存儲起來，或推動負載工作。在硅晶類的太陽能電池板中，當吸收了太陽光中0.4μm～1.1μm波長的光時，就能把光能轉化為電能輸出。本設計采用的是9V3W的單晶太陽能板，其開路電壓可達到10.5V、短路電流可達400MA，并且該電池板可以直接加在6.4V的鋰電池上而不需要添加穩壓模塊。本設計配備一個發光二極管，可知道電池板是否正常。本設計溫濕度測量采用的模塊是DHT11，DHT11傳感器模塊是一款在市面上應用很廣泛的數字溫濕度傳感器。濕度測量范圍為20%-95%RH測量誤差為±5%RH；溫度測量范圍為0℃-50℃和測量誤差為±2℃。DHT11傳感器模塊采用一根總線通信的方式，也就是說數據的傳輸和控制都是通過一根總線完成的，這在一定程度上節省了單片機IO端口的使用，同時該傳感的整體的體積很小、功耗也很低，使其受到了很多用戶的青睞，因此適合本設計中對太陽能環境中溫濕度的測量，它的單總線通訊過程流程圖如圖3所示。本設計電池電壓的測量方案采用的是內部ADC功能實現的，其主要步驟如下：首先是確定ADC用要幾位進制表示，它的最大數值是多少。例如一個8位的ADC，最大值是0xFF，就是255。本設計中Zigbee的IO口ADC是12位的，故最大值是4095。然后確定最大值對應的參考電壓。一般而言最大值對應的參考電壓是加在芯片上的電壓，為3.3V。接著計算IO電壓值。就是把你ADC數值除以剛才確定的最大數值再乘以參考電壓。最后計算實際的電壓。因為IO口最大的輸入電壓不超過3.3V，故需要電阻分壓測量。本設計采用了兩個電阻：502歐姆和2K歐姆的電阻。故輸入電壓不超過3V，符合ADC電壓輸入的要求，所以電壓計算如式1所示。（1）其中Va表示AD轉換的值，V表示最終的電壓值。本設計使用到GPRS模塊的功能是發送短消息,故采用的是模塊是果云GA6mini。該模塊的供電電壓為5V，并支持GSM/GPRS的四個頻段,包括850、900、1800和1900MHZ。正常的工作溫度范圍是-30℃-+80℃，并且支持移動和聯通2G,支持GSM07.10協議,使用的AT指令支持標準AT指令集。該模塊具有尺寸較小、功耗較低和寬工位溫度范圍的特點,適合環境監測系統的要求。當發生高溫、高壓警報時，由協調器和GPRS模塊通信發送警報短信到預設的手機號碼。短信信息包括：節點序號和何種預警信號，其流程圖如圖4所示。

5系統工作流程

在協調器主控程序中，首先進行了設備的初始化，當無線網絡建好后開始等待終端設備的加入。當設備加入網絡后開始向協調器發送數據，協調器收到數據后，通過串口0把收到的數據發送到PC上位機顯示。若協調器接收的數據為警報數據，協調器會判斷是哪個節點發出的何種警報，然后調用警報函數通過GPRS模塊把警報短信發送到預設的手機號碼上。若協調器收到上位機發送的數據，則會把數據廣播到終端子節點上，其流程圖如圖5所示。在終端節點主控程序中，首先進行設備的初始化，然后根據Zigbee協議棧搜索附近的無線網絡并請求加入，加入網絡后會根據設置定時采集溫濕度和電壓數據并判斷是否超過預設值，然后把數據發送到協調器。若該終端收到了協調器發送出來的數據，則會判斷數據的類型，然后根據數據作出修改，修改后返回成功標志，其流程圖如圖6所示。

6上位機設計

本設計采用C#語言來編寫上位機軟件程序。該語言是一門穩定、簡單、安全的，是由C語言和C++語言衍變出來的編程語言，故其很好地繼承了C與C++語言的強大功能，同時又剔除了C與C++語言的一些特性。其可視化的界面、高運行效率、便捷的面向組件編程的支持受到了許多用戶的青睞。上位機的功能是與協調器進行通信，完成溫濕度、電壓數據的實時顯示、保存等功能，并且用戶可在上位機上進行操作，例如改變數據的定時發送的時間、獲取節點的實時數據以及停止/開始節點的數據采集功能，方便用戶對數據的分析和處理，其中上位機效果圖如圖7所示。本文設計的系統采集實時數據效果圖如圖8所示，電壓警報的效果圖如圖9所示，上位機高溫高壓警報如圖10所示。

7結語

本設計是基于Zigbee技術的一項應用，通過終端、協調器和上位機之間的通信，形成一個功能強大的太陽能電池環境監測系統，系統不僅可以采集各個節點的溫濕度、電池電壓數據，也可以通過控制GPRS模塊實現遠程短信報警。同時位于PC端的上位機可以改變終端節點的狀態，以實現更加智能化的效果。這類監測系統應用前景是很廣泛的，比如太陽能路燈、共享單車供電系統、森林、海島、沙漠供電系統中都使用了大量的太陽能電池板，而Zigbee無線網絡傳輸技術功耗低、制作成本低、數據傳輸性能好，故太陽能電池環境監測系統很適合應用于這些場合。

作者：徐國保 黃清文

第四篇：Linux操作系統研究論文

隨著IT產業巨頭紛紛宣布對Linux的支持，Linux正在迅速擴展其應用市場，特別是服務器市場。在標準上，Linux與pOSIX1003.1兼容，但它具有比以住的UNIX系統更合理的內核結構。由于它的開放性，各種被人們廣泛應用的網絡協議都在該系統中得到了實現。目前人們所使用的Linux系統一般是指由Linux核心、外殼(SHELL)及外圍應用軟件構成的發行版本。Linux發行版本是不同的公司或組織將Linux核心、外殼、安裝工具、應用軟件有效捆綁起來的結果，所以種類繁多，各有各的優缺點。但就其總體而言，這些發行版本具有對盡可能多的網卡的支持。本文僅就RedHat5.1這個特定發行版本下的網卡的選擇、安裝、配置進行討論，希望對于其他發行版本的同樣問題有點借鑒作用。

就象UNIX，Linux支持的網卡主要是以太網卡。如3COM、ACCTON、AT＆T、IBM、CRYSTAL、D－LINK等眾多品牌的以太網卡只要安裝配置正確，都可以得到你所期望的效果。

一、Linux中網卡的工作原理

為了將這個問題說明的更清楚一些，不妨先簡要地剖析一下Linux是如何讓網卡工作的。一般來說，Linux核心已經實現了OSI參考模型的網絡層及更上層部分。網絡層的實現依賴于數據鏈路層的有效工作。網卡的驅動程序就是數據鏈路層與物理層的接口。通過調用驅動程序的發送例程向物理端口發送數據，調用驅動程序的接收例程從物理端口接收數據。

1.網卡驅動程序

簡單地說，要將你手中的網卡利用起來，你唯一要做的是得到這塊網卡的驅動程序。驅動程序提供了面向操作系統核心的接口和面向物理層的接口。

驅動程序的操作系統接口是一些用于發現網卡、檢測網卡參數以及發送接收數據的例程。當驅動程序開始運作時，操作系統首先調用檢測例程以發現系統中安裝的網卡。如果該網卡支持即插即用，那么檢測例程應該可以自動發現網卡的各種參數；否則你就要在驅動程序運作前，設置好網卡的參數供驅動程序使用。當核心要發送數據時，它調用驅動程序的發送例程。發送例程將數據寫入正確的空間，然后激活物理發送過程。

驅動程序面向物理層的接口是中斷處理例程。當網卡接收到數據、發送過程結束，或者發現錯誤時，網卡產生一個中斷，然后核心調用該中斷的處理例程。中斷處理例程判斷中斷發生的原因，并進行響應的處理。比如當網卡接收到數據而發生中斷時，中斷處理例程調用接收例程進行接收。

2.驅動程序工作參數

驅動程序的工作參數因網卡性質的不同而不同，大致包括I/O端口號、中斷號、DMA通道、共享存儲區等。輸入輸出端口號又被稱為輸入輸出基地址，當網卡工作于端口輸入輸出模式時被使用。端口輸入輸出模式需要CpU的全程干預，但所需硬件及存儲空間要求較低。CpU通過端口號指定的空間與網卡交換數據。中斷號是網卡的中斷序號，只要不與其它設備沖突即可。當網卡使用DMA方式時，它要使用DMA通道批量傳輸數據而不需要CpU的干預。

對于一塊具體的網卡，如果網卡支持完全自動檢測，那么一個參數也不用指定，驅動程序的檢測例程會自動設定所需參數。一般情況，你需要人工設定這些參數的一部分。如果你的網卡使用端口輸入輸出模式，你要設定端口號和中斷號。如果你的網卡使用DMA模式，你要設定DMA通道和中斷號。如果你的網卡使用共享存儲區的模式，那你就得設定共享存儲區的地址范圍。

3.驅動程序的使用方式

有了網卡的驅動程序后，你可以選擇是把驅動程序加入到Linux核心之中還是把驅動程序加工成獨立模塊。Linux系統一個引人入勝的長處就是可以定制系統的核心。把需要頻繁調用的功能加入系統核心，可以大大提高系統的效率。在這種情況下系統啟動時，系統核心自動加載網卡的驅動程序。驅動程序的參數可以通過LILO命令參數加以指

定。系統啟動后驅動程序永久駐留核心，不能用常規的方法將其卸載。至于定制的系統核心，是通過重新編譯得到的；如何編譯核心將在后文敘及。

如果把驅動程序編譯成可裝載模塊，就可以用系統提供的命令在系統啟動后隨時加載。隨時加載的好處是減少內存開銷，易于管理，但同時也犧牲了一點網絡傳輸的效率。驅動程序的參數是在命令行中直接輸入或通過配置文件指定。

二、網卡安裝前的準備在安裝網卡前，務必檢查是否具備下列條件：

1.硬件方面

以太網卡

網絡連接線及連接頭，如10base－T一般為8芯雙絞線配RJ－45接口

2.軟件方面

Linux操作系統

網卡驅動程序(目標碼或源代碼)

＊網卡配置程序

＊軟件開發工具，如GNU工具包(包括編譯器gcc、make等)

3.系統配置信息

可用的端口地址

可用的中斷號

以上不帶星號標記的是必要條件，帶星號的是視情況不同而要求的條件。具體情況在下面進一步說明。

三、網卡的安裝及配置

第一步：配置以太網卡的工作參數

配置網卡就是配置網卡的工作參數，如端口地址、中斷號等。網卡的缺省參數一般存儲于網卡內部的EEpROM，這是網卡出廠前設置好的。缺省參數在大多數情況下是可行的，但如果這些參數與你的系統有沖突并且網卡又不支持軟件動態設置，那么你就要使用網卡的設置程序。并不是所有的網卡都要經過這一步，因為有些網卡支持通過驅動軟件及其輸入參數來確定網卡的工作參數?？梢酝ㄟ^查閱網卡使用說明書來確定這一點。

網卡的設置程序與驅動程序不同，設置程序僅僅用來對網卡EEpROM中的設置進行修改。網卡程序本身可能運行在其它操作系統下，如WINDOWS95/98、OS/

2、DOS等。如果是非Linux平臺，那你就先在適合設置程序運行的系統中安裝網卡，按設置程序說明設置網卡參數。然后再在Linux系統下安裝該網卡。

第二步：安裝Linux系統

假如你將要安裝以太網卡的Linux系統本身還未安裝，那么可以先試著在安裝Linux的同時安裝網卡。這一步成功的前提是你的Linux發行版本包含將要安裝的網卡的驅動程序。

運行Linux的安裝程序，按提示進行操作，別忘了安裝核心的網絡部分。當進行到LAN配置時，安裝程序會列出它支持的所有網卡的類型。看看你的網卡是否榜上有名。隨著Linux發行版本的不斷升級，目前RedHat 6.0已經覆蓋了常用的網卡類型。如果很幸運地你的網卡恰好在其中，那么下文討論的很多步驟都可以不必考慮了，安裝程序會自動完成網卡的安裝與驅動。但如果沒找到適用于你的網卡類型，也不必擔心，繼續下一步。

第三步：手工安裝網卡

安裝網卡也就是安裝網卡的驅動程序。網卡要工作必須要有驅動程序，并且驅動程序越成熟越好。驅動程序一般由網卡的生產或供應商提供。由于Linux是一個起步不久的新興操作系統，網卡的生產商并不一定提供Linux環境下的驅動程序。這時候你就得從其它途徑想辦法了，比如到INTERNET上專門提供硬件驅動程序的網站查找一下，也可以在新聞組上貼個求助信息?？傊?，只有得到網卡的驅動程序后，方可進行下一步。

網卡的驅動程序有兩種類型。一是可直接使用的二進制代碼；另一種是驅動程序的源代碼。二進制代碼一般是預先編譯好的可裝載模塊。源代碼可以編譯成可裝載模塊，也可以編譯成系統核心的一部分。如何把源代碼編譯成可裝載模塊不在本文討論之列，具體可以查閱驅動程序的說明書。

1.可裝載模塊的使用

系統提供了一組命令用于將驅動程序模塊載入內存執行。這些命令包括modprobe、insmod、Ismod、rmmod。modprobe 與insmod命令功能相似，但是方式各異。

modprobe 命令使用配置文

件/erc/config.modules來加載可執行模塊。要用 modprobe命令加載以太網卡的驅動程序，可以在 config.modules文件中加入：

alias eth0 drivermodule(drivermodule是驅動程序模塊的名稱)

這行配置信息把以太網卡的設備名與驅動程序模塊聯系起來。modprobe命令依據這條信息，自動加載存放于 /lib/library/xxxx/net目錄下名為 drivermodule.o的模塊。因此要使 modprobe命令找到驅動程序模塊，必須將該模塊放在 /lib/library/xxxx/net目錄下。

那么驅動程序的參數如何指定呢?還是使用conf.modules文件。方法是在接著上述配置信息的后面加入下行信息：

options drivermodule parml=valuel,parm2=value2,……

這里parm1 是驅動程序可以接受的參數名，valuel是該參數值；依次類推。

比如options cs89x0 io=0x200 irq=0xA media=aui

insmod命令直接通過命令行參數將驅動程序模塊載入內存，并可以在命令中指定驅動程序參數。例如：

insmod drivermodule.o parml=valuel,parm2=value2,……

以上兩個命令中可以使用驅動程序參數要依據具體的網卡及其驅動程序而定，要仔細閱讀網卡及驅動程序的說明書。有的網卡驅動程序可以用這些參數覆蓋網卡本身EEpROM中存儲的參數。有的則必須使用EEpROM中的參數。有的因為驅動程序不自動檢測網卡使用的參數，所以還得把網卡使用的EEpROM中的參數傳給驅動程序。

卸載驅動程序模塊使用rmmod命令：

rmmod drivermodule.o

2.把驅動程序編譯入系統核心

除了以可裝載模塊的形式使用驅動程序，還可以把驅動程序編譯進Linux核心，以獲取更高的效率。這種方式需要驅動程序的源代碼、Linux核心源代碼及其編譯工具。Linux核心的編譯過程包括配置核心、重建依賴關系、生成核心代碼等步驟。配置核心的過程是用系統提供的配置工具(make config 或make menuconfig)重新生成用來編譯核心的眾多make文件的過程。為了讓核心的配置工具了解你的網卡驅動程序，你需要修改一些核心的配置文件。

(1)修改配置文件：主要修改核心源代碼目錄下的四個文件，即drivers/net/CONFIG文件、drivers/net/Config.in文件、drivers/net/Makefile 文件和drivers/net/Space.c文件。CONFIG和Config.in文件用于控制核心配置工具(make config 或make menuconfig)的運行，主要是加入關于是否包括該網卡的支持提示。Makefile 和Space.c文件用于編譯核心代碼并說明面向核心的接口。詳細語句參見下面例子。

(2)運行核心配置工具：在核心源代碼目錄下執行make config或 make menuconfig命令。make config是面向命令行的，通過逐句回答提問來配置核心。由于其在配置過程中不可改變或撤消以前的回答，故多有不便。make menuconfig 則是通過窗口菜單方式，使用起來很方便。就本文而言，你只要在上一步中正確修改了配置文件，那么在config中會出現是否需要該網卡支持的提問，你選擇‘y’?；蛘咴趍enuconfig中的 network菜單中出現表示該網卡的菜單項，把它選上即可。

(3)重建依賴關系：很簡單，執行make dep和make clean命令。

(4)生成核心代碼：執行make zImage 命令。這個命令開始真正編譯核心代碼，并把核心代碼存放為arch/i386/boot 目錄下的zImage。

(5)為了使用新的核心代碼，你需要用新的核心代碼替換原有的。原有的核心代碼一般存放在/boot 目錄下，文件名稱類似于vmlinuz－v.s.r－m(v.s.r－m)表示核心的版本號)。如vmlinuz－2.0.34－1。執行下列命令：

cp arch/i386/boot/zImage /boot/vmlinuz－v.s.r－m

為了安全起見，可以先把原有的核心代碼做個備份，以便發生錯

誤時恢復。

至此，你可以重新引導系統以使用新的帶有正確網卡驅動支持的Linux核心。唯一剩下未解決的是驅動程序的參數問題。有些網卡驅動程序如果不輸入參數，那它工作就會不正常，甚至根本不工作。由于現在網卡的驅動程序是系統啟動時由核心載入運行的，系統啟動之后用戶就很難改變這些參數了，所以你必須在系統啟動時告訴Linux核心網卡驅動程序使用的參數。具體方法有兩種：

(1)在系統引導程序LILO中輸入。

在LILO開始引導系統時，用ether子命令設定以太網卡驅動程序的參數。ether命令的使用方式為：

LILO：linu xether=IRO.BASE_ADDR,NAME

這里帶下劃線的是要輸入的部分，IRQ表示中斷號，BASE_ADDR表示端口號，NAME表示網卡的設備名。例如：linux ether=15,0x320,eth0

(2)在LILO配置文件中設定。

每次在系統啟動時再輸入驅動程序參數似乎有點過于麻煩。幸好系統提供了LILO的配置文件可以用來永久性的設置Linux系統啟動時的子命令。方法是在/etc/lilo.conf文件中的適當位置加入以下一行：

append=“ether=IRQ, BASE_ADDR,NAME”

這里帶下劃線部分的意義同上。加入這一行后，還需要用/sbin/lilo命令把這個配置寫入引導程序。

第四步：網絡配置及測試

安裝完網卡就可以配置網絡通信了。配置網絡簡單地就是使用ifconfig命令，例如：

ifconfig eth0 1.2.3.4 netmask 255.0.0.0 up

最后ping一下網上其它機器的ip地址，檢查網絡是否連通。

五、一個以太網卡安裝實例

下面以Cirrus公司生產的Crystal CS8920以太網卡為例，詳細說明上述安裝配置過程。本例中，有些命令參數，如核心源代碼目錄等，是以我使用的系統環境為出發點。具體應用中還要加以本地化。為了更接近實際，例子中也包括了對安裝中碰到的問題的描述。

1.此網卡是IBM pC機的內置式網卡，機器只提供了Windows95/98環境下的驅動程序。由于RedHat 5.0發行版本尚未提供對此網卡的直接支持，所以從Cirrus的站點上找到并下載了該網卡驅動程序的Linux版本，是一個名為Linux102_tar.gz的壓縮文件。

2.文件Linux102_tar.gz解壓后包括五個文件。包括源代碼，僅適用于Linux 2.0版本的目標模塊以及readme文件。

3.查閱readme文件后，了解到這個驅動程序只能使用網卡EEpROM中設定的端口號(I/O基地址)、中斷號。為了知道網卡EEpROM的設置，又從Cirrus站點下載了該網卡DOS版本的設置程序setup.exe

4.在DOS中運行setup.exe，發現網卡的起始端口號為0x360，中斷號為10，與別的設備有沖突。選擇setup.exe程序的相應菜單，把中斷號改成5。另外，此驅動程序不支持plug and play，故也在setup.exe中將網卡的pnp功能屏蔽掉。

5.我所使用的RedHat 5.0的Linux核心版本為2.0.34,所以不能用現成的驅動程序目標模塊，需要自己動手編譯。如上文所述，有兩種方式使用此驅動程序。

6.如果要編譯成獨立模塊，執行下列命令：

gcc －D_KERNEL_－I/usr/src/linux/include －I/usr/src/linux/net/inet－Wall －Wstrictprototypes －02 －fomit－frame－pointer －DMODULE －DCONFIG_MODVERSIONS －ccs89x0.c

編譯結果是名為cs89x0.o的驅動程序目標模塊。要裝載此驅動程序，輸入下列命令： insmod cs89x0.o io=0x360 irq=10

要卸載此驅動程序，用rmmod命令：

rmmod cs89x0.o

7.如果要將驅動程序編進系統核心，修改/usr/src/linux/drivers/net/CONFIG,加入：

CS89x0_OpTS=

修改/usr/src/linux/drivers/net/Config.in，加入：

tristate‘CS8920 Support’CONFIG_CS8920

以上兩行是為了讓make config在配置過程中詢問是否增加CS8920網卡的支持。修改/usr/src/linux/drivers/net/Makefile加入：

ifeq((CONFIG_CS8920),y)

L_OBJS＋=cs89x0.o

endif

修改/usr/src/linux/drivers/net/Space.c，加入：

extern int cs89x0_probe(struct device ＊dev);

……

＃ifdef CONFIG_CS8920

＆＆ cs89x0_probe(dev)；

＃endif

以上兩段是為了編譯并輸出網卡驅動程序及其例程。

把驅動程序源代碼拷到/usr/src/linux/drivers/net目錄下。

在/usr/src/linux目錄下執行 make config或 make menuconfig，選擇核心CS8920網卡支持。

執行make dep、make clean命令。最后用 make zImage 編譯Linux核心。

如何設置核心驅動程序參數，上節已有說明，不再贅述。

六、結束語

與其它外設一樣，以太網卡種類繁多，對于新興的操作系統Linux來說，是否能夠有效地支持這些設備，直接關系著Linux的發展前途。

第五篇：電梯電氣控制系統研究論文

摘要：電梯作為現代高層建筑非常重要的組成部分，是人們生活必不可少的工具。電梯的安全運行非常重要，不容忽視。電梯本身的運行由電梯電氣控制系統控制。電氣控制系統的安全運行，直接決定了電梯的安全。因此，介紹電梯中PLC電梯電氣控制系統的必要性、系統結構組成和PLC的工作原理，分析了控制系統的設計和相應的應用措施。

關鍵詞：PLC控制；變頻調速；電梯電氣控制系統

引言

隨著我國經濟的發展，高層建筑越來越多，增大了對電梯的需求，也提高了電梯的要求。PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的應用，使電梯更加安全、舒適、節能和快速，充分保障了人們的生命安全，滿足了當前人們對電梯的要求。

1PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的必要性

筆者主要分析了PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統在節能、降噪、安全及能源利用率方面應用的必要性。

1.1節能效率高

在能源危機不斷加劇的今天，不可再生資源越來越少，能源價格也越來越高，人們更加注重節能環保。電梯不僅要安全穩定舒適，還要能節約能源。在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，能夠充分滿足節能環保要求，符合國家提倡的節能發展理念，實現電梯的節能發展。要及時更換消耗能源量較大的電梯或者頻繁出現故障的電梯，確保電梯安全，并實現節能要求。

1.2降低噪音提升安全系數

PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統能夠有效降低電梯運行過程中產生的噪音，從而提升電梯舒適度。普通的電梯使用電抗器進行調速，乘客可以明顯感覺到運行平層的振動并聽到較大噪音，給電梯運行安全產生了不利影響，也嚴重影響人們乘坐電梯的體驗，降低了乘坐電梯的舒適度[1]。在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，能夠很好地解決這些問題，使電梯平穩運行，并降低噪音污染。

1.3提升能源利用率

與一般電梯采用電抗器進行調速相比較，在電梯中采用變頻調速能極大提升能源利用率，還可以更好地控制運行速度。

2PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統結構組成2.1變頻器

變頻器是PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統中非常重要的組成部分。由于該系統采用PLC控制方式，需要選擇通用變頻器。全數字產品能很大程度地節約電能，且全數字變頻器有轉差補償、磁通矢量以及負載轉矩自適應等功能，不僅增大了電梯的額定功率，也增加了電梯運行過程中的舒適度，減輕了電梯運行過程中受到的損傷，確保電梯安全運行并延長電梯使用壽命。

2.2PLC

控制系統中不可或缺的是PLC。具有多位數計數器的PLC能滿足電梯對樓層位置的檢測需求。實際中，電梯是雙向運行的，所以選擇的PLC需要具備逆向計數功能。電梯電氣控制系統在結構上由拖動控制系統和信號控制系統組成。PLC作為控制系統的核心，能夠利用信號控制系統的輸入接口，接收并存儲井道平層感應信號、開關門信號和安全保護信號。它可以通過信號處理功能操作門機控制信號與拖動系統信號，以此控制電梯安全穩定運行。

2.3電氣控制裝置

電氣控制裝置在接收PLC控制信號后，能夠控制電梯的運行狀態。裝置由四部分構成，分別是控制裝置、平層裝置、操作裝置以及屏幕裝置。四個裝置之間相互發生動作，控制裝置準確完成PLC發出的控制命令。操作裝置完成指令的接收，并根據指令內容進行相關按鍵操作。平層裝置接收樓層檢測信號并傳輸給PLC。屏幕裝置則主要負責控制樓層指示燈、按鍵燈與電梯監控設備。

3PLC工作原理

PLC的主要工作流程是輸入采樣、程序執行與輸出刷新，也稱為PLC的一個掃描周期。影響PLC掃描周期的主要因素是PLC系統CPU的掃描速度。輸入采樣階段，PLC按照次序掃描讀取輸入程序，并將讀取的數據存入I/O映像區的制定單元內。程序執行階段，PLC執行輸入程序的順序可以從上到下也可以從左往右。輸出刷新階段，CPU會結合數據在I/O映像區內的實際狀態刷新數據，然后將這些數據輸出到鎖存電路，最后通過輸出電路驅動外設的方式完成輸出作業。

4PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的設計

4.1電梯井道設計

優化電梯井道布線，能夠有效降低維修、養護電梯的難度和工作量。在電梯井道中應用光電開關，能夠有效發揮脈沖控制技術對電梯運行速度的控制作用和對平層控制的作用。通過對井道布線的優化和在井道中應用光電開關，能夠進一步優化電梯系統。部分電梯設計過程中會應用到旋轉編碼器。編碼器與電氣控制系統主電動機同軸相連后，編碼器產生的脈沖會被直接輸入到PLC高速脈沖輸入端。因此，在井道中應用旋轉編碼器可以精確計算電梯垂直方向上的距離，還能判斷電梯的運行方向，計算曳引機的轉速[2]。

4.2變頻器制動電阻設計

電梯負載是位能負載中的一種，主要特征是能夠產生再生能量。在PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的設計過程中，需要重視變頻調速裝置中的制動能力，盡可能優化制動功能。優化方式之一是在變頻調速裝置中應用制動電阻。變頻器制動電阻工作原理是通過制動單元產生作用，再利用再生能量實現制動。

4.3電梯的操作方式

在電梯應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統后，被召喚向下運行可以通過下集選控制登記技術實現，而電梯被召喚上行時可以只應答頂層召喚，當需要下行時可以自動改變運行方向。電梯設計人員需要合理設計電梯的速度給定曲線來保證電梯的運輸效率。在處理電梯的換速問題、平層問題、樓層顯示問題與轎廂制動問題時，編碼器的輸出端以把脈沖信號輸入到PLC輸入端的方式，建立轎廂位置反饋和電梯速度反饋。電梯位置主要通過PLC中的脈沖疊加數來表現。電梯的距離、換速點與轎廂制動點等信號的測定，則主要依據PLC值和各個信號點對應的脈沖數對比指數。在電梯中應用位置信號檢測機制，可以提升PLC判斷電梯所在樓層位置信號、平層位置信號以及門區信號的準確性。充分發揮電梯井道中信號檢測裝置的作用，可以優化井道檢測原件信號連接，有效降低電梯使用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的成本。脈沖計數編程主要采用相對計數方式。從一個平層點到下一個平層點的計數過程中，PLC會經歷一個復位，即應用這種方法進行計數時，每一個平層點都從零開始計數。這種計數模式下，需要將樓層數存儲到另一個計數器中。當計數器數值增加到設定的值，在PLC復位后，即可計算電梯運行的相對距離。

5PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統在電梯中應用的具體措施

5.1隔光設置的合理性

在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，首先應該合理應用隔光設置。在應用隔光設置前，應該在電梯內部安裝電光開關，還要在每一個平層點安裝隔光板，以提升掃描平層位置信號的效率。在應用隔光設置時，合理控制產生脈沖裝置之間的距離，確保脈沖發生裝置隨著電機旋轉的過程中每經過一個間距縫隙就產生一個電脈沖。相關技術人員應將脈沖發生裝置產生的電脈沖輸入到PLC的高速輸入端，并對脈沖進行計數，提升測量電梯間距的精確度，降低測量誤差。此外，運用這種方式能夠便于計算機進行處理，減少時間消耗。

5.2增量編碼器的應用

應用增量編碼器是電梯電氣控制系統的關鍵。增量編碼器既可以提升電梯運行速度和電梯運行距離測量的準確性和效率，還能夠判斷電梯運行的方向，并檢測曳引機的轉速。但是，電梯采用電抗器進行速度調節時，會產生明顯的振動和較大的噪音。因此，在應用增量編碼器的過程中，應將電梯的電抗器調速更換為變頻調速器，從而確保電梯在啟動加速和停止減速過程中運行穩定，保證電梯運行的舒適度[3]。在應用增量編碼器的過程中，還應該同時使用平層位置開關和零速信號，進一步提升電梯啟動、加速減速與停止的過程中的穩定性和舒適度。

5.3做好變頻調速控制

應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，必須要有變頻器進行調速。電梯屬于啟動和制動非常頻繁的運輸設備，需要做好變頻器變頻調速工作，降低電梯在啟動、加速、減速和停止過程中產生的沖擊，達到降低電梯運行產生的噪音與提升電梯運行時穩定性的目的。變頻器變頻調速控制過程中，應當利用脈沖計算減少井道布線，使電梯系統維修和養護工作更加方便，降低工人工作量，減少維修養護的成本支出。

6結論

在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，能夠充分滿足現階段人們對于電梯的要求，提升電梯的安全性、舒適性和穩定性，并有效節省能源。隨著技術的不斷提升和經濟的不斷發展，PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統會在電梯領域得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

[1]董得眾.基于PLC的變頻調速電梯電氣控制系統[J].信息通信，2013，（8）：288.[2]羅興全.PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統[J].電氣傳動自動化，2012，34（3）：40-43.[3]景利學，冉鵬程，饒克克.變頻調速電梯PLC控制系統設計[J].變頻器世界，2011，（11）：102-104.