ESP電子車(chē)身穩定系統模擬設計

2．2．1 電壓放大模塊
在該設計的模塊中，由于實(shí)驗小車(chē)的本身的速度的局限性通過(guò)加速度傳感器采集到的電壓信號較弱，需要對電壓信號進(jìn)行放大。主要采用芯片LM324對模擬信號進(jìn)行放大，便于后面的電壓比較器處理。由于采用的加速度傳感器芯片的特殊性質(zhì)，在0 g或者靜止的情況下，輸出模擬電壓大概為1．2 V，經(jīng)過(guò)電壓放大模塊以后，電壓由原來(lái)的1．2 V放大到1．8 V左右。由圖3可以看出，采用同相比例電壓放大，由管腳1輸出來(lái)的電壓就是1．8 V，根據設計的原理圖，由反饋回路上的兩電阻比值得知，運算放大倍數為3倍，由于實(shí)際測試的時(shí)候LM324運算放大器采用3 V直流電源供電，所以同相比例放大器沒(méi)有按照理論上的3倍進(jìn)行放大，而僅僅放大了1．5倍，經(jīng)過(guò)放大的1．8 V的模擬電壓信號經(jīng)過(guò)濾波電路，接入到比較器的6管腳，與設定的電壓值進(jìn)行比較。
2．2．2 電壓比較器模塊
在電壓比較模塊中，選擇LM324芯片作為比較器，比較器正向輸入設定的電壓值，以此來(lái)模擬汽車(chē)在穩定行駛時(shí)的數據，實(shí)際小車(chē)測到的實(shí)驗數據接入比較器負向輸入。理想狀態(tài)下，當實(shí)際測得電壓值小于設定的電壓時(shí)，比較器邏輯出高電平，則根據電路原理圖可知，LED1不發(fā)光，而LED2發(fā)光，相反，如果實(shí)際測得電壓數據大于設定的理論值，則比較器邏輯出低電平，此時(shí)LED1燈發(fā)光而LED2燈不發(fā)光。通過(guò)LED的亮滅，來(lái)判斷此時(shí)小車(chē)是否是加速度過(guò)大，是否是穩定行駛的狀態(tài)。
在測試過(guò)程中，由于電壓比較器的供電電壓也是3 V的直流電源，所以模塊一經(jīng)上電，LED1就會(huì )點(diǎn)亮，表示電路工作正常，模擬實(shí)際汽車(chē)行駛的安全狀態(tài)，此時(shí)ESP不工作；當加速度傳感器感應到危險狀態(tài)，輸出模擬電壓較大電壓時(shí)，實(shí)驗小車(chē)不在預定的狀態(tài)行駛，此時(shí)LED2點(diǎn)亮，而LED1熄滅，LED2燈點(diǎn)亮發(fā)出警告此時(shí)小車(chē)處于不穩定行駛狀態(tài)，同時(shí)也預示，汽車(chē)的ESP系統要從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。在實(shí)際演示過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次試驗，設定的電壓值為1．8 V是比較合適的。
2．3 實(shí)驗制動(dòng)模塊的模擬設計
ESP電子車(chē)身穩定系統在工作時(shí)，當ECU接收到輪速傳感器傳來(lái)的信號時(shí)，電子控制單元就會(huì )下達相關(guān)指令到執行器一液壓調節器。液壓調節器通過(guò)控制各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)回路，來(lái)主動(dòng)調節汽車(chē)行駛的不穩定狀態(tài)，及時(shí)糾正汽車(chē)的行駛方向，使汽車(chē)主動(dòng)回到預定的行駛軌道，保證行車(chē)安全。
2．3．1 制動(dòng)模塊模擬設計的原理分析
考慮到實(shí)驗小車(chē)的驅動(dòng)模塊已存在，無(wú)法對驅動(dòng)模塊進(jìn)行干涉，在模擬設計中，主要采用繼電器對小車(chē)的驅動(dòng)后輪電機進(jìn)行短暫的制動(dòng)，繼電器主要起轉換電路的作用，通過(guò)三極管NPN9013的導通與截止，來(lái)控制繼電器工作，當繼電器工作時(shí)，繼電器線(xiàn)圈有電流通過(guò)，產(chǎn)生電磁力，吸引繼電器內部銜鐵轉換電路，切斷后輪電機的工作回路，電機停止工作；短暫的時(shí)間后，繼電器斷電，內部開(kāi)關(guān)主動(dòng)回到原來(lái)的位置，小車(chē)繼續工作。