1、控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用簡介控制的意義控制的意義控制的本意控制的本意: 為了達到某種目的對事物進行支配、管束、管制、管理、監(jiān)督、鎮(zhèn)壓。自動控制自動控制: 在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。 開環(huán)控制和閉環(huán)控制 開環(huán)控制系統(tǒng)是指無被控量反饋的控制系統(tǒng),即需要控制的是被控對象的某一量(被控量),而測量的只是給定信號,被控量對于控制作用沒有任何影響的系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如圖所示。信號由給定值至被控量單向傳遞信號由給定值至被控量單向傳遞這種控制較簡單這種控制較簡單, ,但有較大的缺陷但有

2、較大的缺陷, ,即對象或控制裝即對象或控制裝置受到干擾置受到干擾, ,或工作中特性參數(shù)發(fā)生變化或工作中特性參數(shù)發(fā)生變化, ,會直接影會直接影響被控量響被控量, ,而無法自動補償。因此而無法自動補償。因此, ,系統(tǒng)的控制精度系統(tǒng)的控制精度難以保證。從另一種意義理解難以保證。從另一種意義理解, ,意味著對受控對象和意味著對受控對象和其它控制元件的技術(shù)要求較高。如數(shù)控線切割機進其它控制元件的技術(shù)要求較高。如數(shù)控線切割機進給系統(tǒng)、包裝機等多為開環(huán)控制。給系統(tǒng)、包裝機等多為開環(huán)控制。閉環(huán)控制閉環(huán)控制(反饋控制反饋控制) 閉環(huán)控制的定義是有被控制量反饋的控制閉環(huán)控制的定義是有被控制量反饋的控制, ,其原理

3、框其原理框如圖所示。從系統(tǒng)中信號流向看如圖所示。從系統(tǒng)中信號流向看, ,系統(tǒng)的輸出信號沿系統(tǒng)的輸出信號沿反饋通道又回到系統(tǒng)的輸入端反饋通道又回到系統(tǒng)的輸入端, ,構(gòu)成閉合構(gòu)成閉合通道通道, ,故故稱稱閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng), ,或反饋控制系統(tǒng)?；蚍答伩刂葡到y(tǒng)。 這種控制方式這種控制方式, ,無論是由于干擾造成無論是由于干擾造成, ,還是由于結(jié)構(gòu)還是由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化引起被控量出現(xiàn)偏差參數(shù)的變化引起被控量出現(xiàn)偏差, ,系統(tǒng)就利用偏差去系統(tǒng)就利用偏差去糾正偏差糾正偏差, ,故這種控制方式為按偏差調(diào)節(jié)。故這種控制方式為按偏差調(diào)節(jié)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點是利用偏差來糾正偏閉環(huán)控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點是利

4、用偏差來糾正偏差差, ,使系統(tǒng)達到較高的控制精度。但與開環(huán)控制系統(tǒng)使系統(tǒng)達到較高的控制精度。但與開環(huán)控制系統(tǒng)比較比較, ,閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜, ,構(gòu)造比較困難。需構(gòu)造比較困難。需要指出的是要指出的是, ,由于閉環(huán)控制存在反饋信號由于閉環(huán)控制存在反饋信號, ,利用偏差利用偏差進行控制進行控制, ,如果設(shè)計得不好如果設(shè)計得不好, ,將會使系統(tǒng)無法正常和將會使系統(tǒng)無法正常和穩(wěn)定地工作。另外穩(wěn)定地工作。另外, ,控制系統(tǒng)的精度與系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的精度與系統(tǒng)的穩(wěn)定性之間也常常存在矛盾。之間也常常存在矛盾。 開環(huán)控制和閉環(huán)控制方式各有優(yōu)缺點開環(huán)控制和閉環(huán)控制方式各有優(yōu)缺點,

5、,在實際在實際工程中應(yīng)根據(jù)工程要求及具體情況來決定。如果事工程中應(yīng)根據(jù)工程要求及具體情況來決定。如果事先預(yù)知輸入量的變化規(guī)律先預(yù)知輸入量的變化規(guī)律, ,又不存在外部和內(nèi)部參數(shù)又不存在外部和內(nèi)部參數(shù)的變化的變化, ,則采用開環(huán)控制較好。如果對系統(tǒng)外部干擾則采用開環(huán)控制較好。如果對系統(tǒng)外部干擾無法預(yù)測無法預(yù)測, ,系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)又經(jīng)常變化系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)又經(jīng)常變化, ,為保證控制精為保證控制精度度, ,采用閉環(huán)控制則更為合適。如果對系統(tǒng)的性能要采用閉環(huán)控制則更為合適。如果對系統(tǒng)的性能要求比較高求比較高, ,為了解決閉環(huán)控制精度與穩(wěn)定性之間的矛為了解決閉環(huán)控制精度與穩(wěn)定性之間的矛盾盾, ,可以采用開環(huán)控制

6、與閉環(huán)控制相結(jié)合的可以采用開環(huán)控制與閉環(huán)控制相結(jié)合的復(fù)合控制復(fù)合控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。自動控制的核心思想自動控制的核心思想反饋反饋 反饋控制就是將控制執(zhí)行后的輸出參數(shù)與反饋控制就是將控制執(zhí)行后的輸出參數(shù)與設(shè)定的輸入?yún)?shù)相比較，檢測出兩者的偏設(shè)定的輸入?yún)?shù)相比較，檢測出兩者的偏差，然后進一步控制縮小偏差，不斷重復(fù)差，然后進一步控制縮小偏差，不斷重復(fù)這一過程，從而使控制參數(shù)比較精確地達這一過程，從而使控制參數(shù)比較精確地達到要求參數(shù)，反饋控制器其實就是一個調(diào)到要求參數(shù)，反饋控制器其實就是一個調(diào)節(jié)器節(jié)器。汽車上的反饋控制汽車上的反饋控制 以一個例子說明：一輛車在高速公路上以一個例子說明：一輛車在高速公路上

7、，開，開啟了定速巡航，設(shè)置在啟了定速巡航，設(shè)置在100km/h的速度的速度 ，然，然后車速會自動被控制到后車速會自動被控制到100 ，接下來電腦會，接下來電腦會不斷檢測車的實際速度，把這個速度和不斷檢測車的實際速度，把這個速度和100相比較，如果偏高相比較，如果偏高 ，那就控制車減速，如果，那就控制車減速，如果低了，那就控制車加速，從而使實際車速始低了，那就控制車加速，從而使實際車速始終比較精確的維持在終比較精確的維持在100附近，這就是反饋附近，這就是反饋控制控制 。汽車反饋控制的具體應(yīng)用汽車反饋控制的具體應(yīng)用利用加速度感應(yīng)器利用加速度感應(yīng)器 GPSGPS斷訊導航斷訊導航 日本一車載日本一車

8、載PND產(chǎn)品上搭載了產(chǎn)品上搭載了POSITION plus GT功能的功能的導航軟件，結(jié)合自身的硬件優(yōu)勢，利用加速度感應(yīng)器，能導航軟件，結(jié)合自身的硬件優(yōu)勢，利用加速度感應(yīng)器，能夠精準的穩(wěn)定信號，是的就算是高架橋下的復(fù)雜路況都能夠精準的穩(wěn)定信號，是的就算是高架橋下的復(fù)雜路況都能辨認的一清二楚。利用三軸加速度感應(yīng)器，在信號出現(xiàn)不辨認的一清二楚。利用三軸加速度感應(yīng)器，在信號出現(xiàn)不穩(wěn)定的時候可以讓車載穩(wěn)定的時候可以讓車載PND產(chǎn)品能夠自行判斷目前的行車產(chǎn)品能夠自行判斷目前的行車狀況，并能夠推算出目前汽車的大致位置。三軸加速度感狀況，并能夠推算出目前汽車的大致位置。三軸加速度感應(yīng)器在很多產(chǎn)品上都能看到，

9、比如大家比較熟悉的應(yīng)器在很多產(chǎn)品上都能看到，比如大家比較熟悉的WII操操作器就內(nèi)置了類似的裝置。作器就內(nèi)置了類似的裝置。 奔馳奔馳CLK雙門轎車已采用了智能鑰匙。這種智能鑰雙門轎車已采用了智能鑰匙。這種智能鑰匙能發(fā)射出紅外線信號，既可打開車門、行車箱和燃匙能發(fā)射出紅外線信號，既可打開車門、行車箱和燃油加注孔蓋，也可以操縱汽車的車窗和天窗。更先進油加注孔蓋，也可以操縱汽車的車窗和天窗。更先進的智能鑰匙則像一張信用卡，當司機觸到車門把手時，的智能鑰匙則像一張信用卡，當司機觸到車門把手時，中央鎖控制系統(tǒng)便開始工作，并發(fā)射一種無線查詢信中央鎖控制系統(tǒng)便開始工作，并發(fā)射一種無線查詢信號，智能鑰匙作出正確

10、反應(yīng)后，車鎖會自動打開。同號，智能鑰匙作出正確反應(yīng)后，車鎖會自動打開。同時，只有當中央處理器感到鑰匙卡在汽車內(nèi)時，發(fā)動時，只有當中央處理器感到鑰匙卡在汽車內(nèi)時，發(fā)動機才會啟動。機才會啟動。 汽車智能鑰匙汽車智能鑰匙汽車智能安全氣囊是在普遍安全氣囊的基礎(chǔ)上增設(shè)傳汽車智能安全氣囊是在普遍安全氣囊的基礎(chǔ)上增設(shè)傳感器和與之相配套的計算機軟件而成。其重量傳感器感器和與之相配套的計算機軟件而成。其重量傳感器能根據(jù)重量感知是大人還是小孩；其紅外線傳感器能能根據(jù)重量感知是大人還是小孩；其紅外線傳感器能根據(jù)熱量探測座椅上是人還是物體；其超聲波傳感器根據(jù)熱量探測座椅上是人還是物體；其超聲波傳感器能探明乘員的存在和

11、位置等。計算機的軟件則能根據(jù)能探明乘員的存在和位置等。計算機的軟件則能根據(jù)乘客的身體、體重、所處的位置和是否系安全帶以及乘客的身體、體重、所處的位置和是否系安全帶以及汽車碰撞速度及碰撞程度等及時調(diào)整氣囊的膨脹時機、汽車碰撞速度及碰撞程度等及時調(diào)整氣囊的膨脹時機、膨脹速度、膨脹程度，使安全氣囊對乘客提供最合理膨脹速度、膨脹程度，使安全氣囊對乘客提供最合理和最有效的保護和最有效的保護 。汽車智能安全氣囊汽車智能安全氣囊汽車智能汽車智能“黑匣子黑匣子”能客觀地記錄機動車輛發(fā)生車禍能客觀地記錄機動車輛發(fā)生車禍前司機的操作過程，有效地提供駕駛員在事故發(fā)生前前司機的操作過程，有效地提供駕駛員在事故發(fā)生前作

12、出的種種反應(yīng)。據(jù)稱，交通事故處理部門安裝這種作出的種種反應(yīng)。據(jù)稱，交通事故處理部門安裝這種系統(tǒng)后，可隨時對穿行在各條公路上的所有汽車進行系統(tǒng)后，可隨時對穿行在各條公路上的所有汽車進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)生車禍，離事故發(fā)生地點最近的交實時監(jiān)控，一旦發(fā)生車禍，離事故發(fā)生地點最近的交通事故處理中心可以在幾秒鐘之內(nèi)獲取撞車時的駕駛通事故處理中心可以在幾秒鐘之內(nèi)獲取撞車時的駕駛速度、車內(nèi)乘客傷亡情況等信息。速度、車內(nèi)乘客傷亡情況等信息。 汽車智能汽車智能“黑匣子黑匣子”英國牛津大學發(fā)明了汽車夜行器，本系統(tǒng)利用紅外線技術(shù)英國牛津大學發(fā)明了汽車夜行器，本系統(tǒng)利用紅外線技術(shù)能將黑暗變得如同白晝，使駕駛員在黑夜里看

13、得更遠更清能將黑暗變得如同白晝，使駕駛員在黑夜里看得更遠更清楚。夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由兩部分組成楚。夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由兩部分組成:一部分是紅外攝像機，一部分是紅外攝像機，另一部分是擋風玻璃上的光顯示系統(tǒng)。裝上這種夜行器后，另一部分是擋風玻璃上的光顯示系統(tǒng)。裝上這種夜行器后，司機通過光顯示系統(tǒng)可像白天一樣看清路況。當兩車交會司機通過光顯示系統(tǒng)可像白天一樣看清路況。當兩車交會時，它可以大大降低前方汽車前燈強光對司機視覺的不良時，它可以大大降低前方汽車前燈強光對司機視覺的不良剌激，還可以提高司機在霧中行車的辨別能力。為看清車剌激，還可以提高司機在霧中行車的辨別能力。為看清車后的情況，研制人員又研制出一種新型

14、后視鏡，當后方車后的情況，研制人員又研制出一種新型后視鏡，當后方車的大燈照在前方車的后視鏡上時，自動感應(yīng)裝置可隨之使的大燈照在前方車的后視鏡上時，自動感應(yīng)裝置可隨之使液晶玻璃反光鏡表面反光柔和使駕駛者不眩目。液晶玻璃反光鏡表面反光柔和使駕駛者不眩目。汽車夜視系統(tǒng)汽車夜視系統(tǒng)智能空調(diào)系統(tǒng)能根據(jù)外界氣候條件，按照預(yù)先設(shè)定好智能空調(diào)系統(tǒng)能根據(jù)外界氣候條件，按照預(yù)先設(shè)定好的指標對車內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度進行分析、的指標對車內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度進行分析、判斷，及時自動打開制冷、加熱、去濕及空氣凈化裝判斷，及時自動打開制冷、加熱、去濕及空氣凈化裝置并調(diào)節(jié)出適宜的車內(nèi)空氣環(huán)境。置并調(diào)節(jié)出適宜的車內(nèi)空氣環(huán)境。 汽車智能空調(diào)汽車智能空調(diào)總結(jié)與展望 今天，社會進入了信息網(wǎng)絡(luò)時代，人們希望汽車不僅僅是一種代步工具，更希望在汽車是生活及工作范圍的一種延伸，在汽車上就像呆在自己的辦公室和家里一樣，可以收聽廣播，打電話，上互聯(lián)網(wǎng)，處理工作。隨著數(shù)字技術(shù)的進步，汽車也將步入多媒體時代。利用 windows 操作系統(tǒng)開發(fā)的車載計算機多媒體