电容式倾角传感器在底盘悬挂系统中的应用.pdf

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1、150传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第6期�������应�用�技�术��电容式倾角传感器在底盘悬挂系统中的应用隋洪江，周滨(中国人民解放军驻一二二厂军事代表室，黑龙江哈尔滨150066)摘要:以P89V51RD2FN单片机为控制核心，采用电容式倾角传感器实时测量车辆底盘的倾斜角，并用光电传感器检测车辆最终运动姿态和车速�光电传感器和倾角传感器将实时测量信号馈送至单片机，并采用增量式PID控制算法确保车辆能够达到平衡�利用CANBUS2.0将数据传输至车载电脑来达到智能化车姿控制�

2、实验结果表明:系统响应时间快，精度高，性能稳定�关键词:倾角传感器;底盘悬挂系统;增量式PID控制中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1000�9787(2012)06�0150�03A����ca�����fca�ac����e��c���a����a���e�e������c�a��������e���������e�SUIHong-jiang，ZHOUBin(M����a��Re��e�e��a���eOff�ce��122Fac����，C���e�ePe���e’�L�be�a����A���，Ha�b��150066，C���a)Ab�

3、��ac�:P89V51RD2FNMCUisusedascontrolcore，acapacitiveinclinationanglesensorisusedtoreal-timemeasureinclinationangleofvehiclechassis，andthephotoelectricsensorisusedtodetectfinalmovementpostureandspeedofvehicle.Throughphotoelectricsensorandanglesensor，real-timemeasurementsignalisfedtoM

4、CU，andtheincrementalPIDcontrolalgorithmisadoptedtoensurethatthevehiclecanachievethebalance.TheCANBUS2.0isusedtotransmitdatastotheon-boardcomputertoachieveintelligentvehicleattitudecontrol.Theexperimentalresultsshowthatthesystemresponsetimeisfast，theprecisionishigh，theperformanceiss

5、table.Ke����d�:inclinationanglesensor;chassissuspensionsystem;incrementalPIDcontrol0引言随着电子技术的发展和应用，汽车的安全性,舒适性和智能性越来越高，汽车倾角传感器的应用是控制汽车行驶车速和车姿的一种有效的方法，是提高汽车安全性的重要［1］措施�通常使用磁阻式角度传感器进行测量，虽然能实图1车辆的基本模块方框图［2］现非接触的精确角度测量，达到使用要求，但是，该角度F��1Ba��c��d��eb��c�d�a��a��f�e��c�e传感器不方便安装，且不便于整机校准�本

6、文提出的电容2理论分析与计算式倾角传感器应用在底盘悬挂系统中，便于安装，能实现整2.1倾角传感器原理机自动校准，且具有系统响应时间快,精度高,性能稳定等所谓倾角传感器，其理论基础就是牛顿第二定律，根据优点�基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但1系统方案却可以测量其加速度�如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移�所以，它其实是系统分为信号检测部分和控制部分，其中信号检测部［3］运用惯性原理的一种加速度传感器�简言之，倾角传感器分包括:角度测量模块和光电检测模块;控制部分包括:［4］就是可以用来测量相对于水平面的倾角变

7、化量�控制器模块,电机驱动模块,液晶显示模块和声光指示模2.2杠杆平衡计算块�车辆的基本模块方框图如图1所示�根据杠杆平衡原理对跷跷板左右两端进行受力分析，收稿日期:2012�05�04第6期隋洪江，等:电容式倾角传感器在底盘悬挂系统中的应用151得出支点C两端力矩必须相等，即�MAC=�MBC.(1)������������图2跷跷板系统受力分析图F��2F��cea�a�����d�a��a��f�ee�a�����e�若车辆质量为1200kg，跷跷板长为1.6m，平衡时允许图3软件控制算法流程图的最大角偏为1.4�(arcsin(4/160))，配重1

8、可以在离A点F��3F���c�a���f��f��