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一種車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其包括車速工況模擬單元、霍爾式車速傳感器、下位機(jī)單元及上位PC機(jī)人機(jī)界面單元；車速工況模擬單元包括車速電機(jī)；霍爾式車速傳感器連接車速電機(jī)；下位機(jī)單元包括下位機(jī)DSP系統(tǒng)板；下位機(jī)DSP系統(tǒng)板為帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的DSP系統(tǒng)板。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，測(cè)試和標(biāo)定直觀、精確，尤其，采用帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的DSP系統(tǒng)板能有效改善車速電機(jī)在運(yùn)行中的所受擾動(dòng)性的影響，消除擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響。
【專利說明】一種車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車速傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上的傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)不能有針對(duì)性的滿足汽車傳感技術(shù)方面的實(shí)踐教學(xué)要求。為此我們之前一直以簡易的實(shí)驗(yàn)器材來開發(fā)實(shí)驗(yàn)。譬如“霍爾式車速傳感器”實(shí)驗(yàn)，只能把傳感器簡單的固定后外接電源，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸入軸后觀測(cè)輸出脈沖的形式來認(rèn)識(shí)傳感器特性，無法更深入的了解和應(yīng)用，且測(cè)試過程非常不便，不便于規(guī)模化、重復(fù)化實(shí)驗(yàn)；同時(shí)車速信息相關(guān)測(cè)試和標(biāo)定存在測(cè)試不夠直觀以及標(biāo)定不方便、不夠精確。雖然現(xiàn)有文獻(xiàn)提出了霍爾式車速傳感器測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)方案，由于其為汽車公司配套研制的項(xiàng)目，偏重于測(cè)試性能好壞，作為實(shí)踐教學(xué)來說有一定的局限性，不便作為測(cè)試和控制開發(fā)的平臺(tái)。
[0003]其中，在現(xiàn)有的車速傳感器的測(cè)控系統(tǒng)中，由于加工及裝配過程中，無法保證車速電機(jī)和車速傳感器之間的同軸度完全理想，而且鍵槽和鍵之間有些縫隙，電機(jī)運(yùn)行中相當(dāng)于系統(tǒng)增加了一個(gè)側(cè)向擾動(dòng)。然而，現(xiàn)有的車速傳感器的測(cè)控系統(tǒng)中通常單獨(dú)采用數(shù)字遞推PID控制策略或者數(shù)字式PID控制策略；但是，如果單純采用數(shù)字遞推PID控制策略，在車速傳感器的測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中控制效果不夠理想；如果單獨(dú)采用數(shù)字式PID控制策略的話不僅計(jì)算工作量大，而且如果計(jì)算過程中出現(xiàn)粗大誤差，控制量輸出將大幅度變化，會(huì)引起車速電機(jī)的大幅度變化，導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)甚至失控。
[0004]綜上所述，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)一步完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有汽車車速信息相關(guān)測(cè)試和標(biāo)定不夠直觀、方便及車速電機(jī)在運(yùn)行中易出現(xiàn)側(cè)向 擾動(dòng)的影響，測(cè)試精度差等問題而提出一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，測(cè)試和標(biāo)定直觀、精確且能有效改善車速電機(jī)的擾動(dòng)性車速電機(jī)在運(yùn)行中所受擾動(dòng)性的影響，測(cè)試精度高的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]上述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，包括下位機(jī)單元及與所述下位機(jī)單元連接的上位PC機(jī)人機(jī)界面單元；所述測(cè)控系統(tǒng)包括有車速工況模擬單元和霍爾式車速傳感器；所述車速工況模擬單元包括車速電機(jī)；所述霍爾式車速傳感器連接所述車速工況模擬單元的車速電機(jī)；所述下位機(jī)單元包括下位機(jī)DSP系統(tǒng)板；所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板為帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的DSP系統(tǒng)板。
[0008]所述車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其中:所述測(cè)控系統(tǒng)還包括車速傳感器調(diào)理電路、車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和汽車車速儀表單元；所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板雙向通信連接所述上位PC機(jī)人機(jī)界面單元，同時(shí)控制連接所述車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路并通過所述車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接驅(qū)動(dòng)所述車速工況模擬單元；所述汽車車速儀表單元連接所述霍爾式車速傳感器，同時(shí)通過所述車速傳感器調(diào)理電路反饋連接所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板；所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板具有信號(hào)捕捉端口 CAP5及PWM波形的輸出引腳PWM3。
[0009]所述車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其中:所述車速傳感器調(diào)理電路由電阻R5fR54、二極管D5、電容C5f C52、倒相放大器U3和開關(guān)光耦U5連接組成；所述電阻R51的一端通過二極管D5連接倒相放大器U3的輸入端，另一端通過輸入端子CS-1N匹配插接有端子B5 ;所述電阻R51是連接所述二極管D5的陰極端，所述二極管D5的陽極端是連接所述倒相放大器U3的輸入端；所述電阻R52 —端連接+5V電源，另一端連接于所述二極管D5陽極端與倒相放大器U3輸入端的連接點(diǎn)；所述電容C51 —端接地，另一端連接于所述電阻R51與二極管D5陰極端的連接點(diǎn)；所述倒相放大器U3的輸入端接地，輸出端通過所述電阻R53連接所述開關(guān)光耦U5的陽極；所述開關(guān)光耦U5的陰極接地，集電極連接+3.3V電源，發(fā)射極通過所述電阻R54也接地且還與所述信號(hào)捕捉端口 CAP5連接；所述電容C52的一端連接所述開關(guān)光耦U5的發(fā)射極，另一端接地。
[0010]所述車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其中:所述車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由電阻R9fR94、倒相放大器U4、開關(guān)光耦U9、場(chǎng)效應(yīng)管Q9、二極管D9以及極性電容C91連接組成；所述電阻R91 —端接地，另一端與所述輸出引腳PWM3連接；所述倒相放大器U4為至少一對(duì)，其中一個(gè)所述倒相放大器U4的輸入端通過所述電阻R92連接所述輸出引腳PWM3，輸出端連接于另一所述倒相放大器U4的輸入端，另一所述倒相放大器U4的輸出端通過所述電阻R93連接于所述開關(guān)光耦U9的陽極；所述開關(guān)光耦U9的陰極接地，發(fā)射極連接于所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極，集電極通過輸出端子CS-OUT +匹配插拔連接于所述車速電機(jī)一端并與另一+5V電源連接；所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極通過另一輸出端子CS-OUT -連接于所述車速電機(jī)另一端，源極接地并通過所述電阻R94連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極；所述二極管D9連接于所述開關(guān)光耦U9的集電極與場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極之間；所述二極管D9的陽極端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極，陰極端連接所述開關(guān)光耦U9的集電極；所述極性電容C91并聯(lián)于所述車速電機(jī)的兩端；所述極性電容C91的正極連接所述二極管D9的陰極端，負(fù)極與所述二極管D9的陽極端連接。
[0011]所述車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其中:所述汽車車速儀表單元通過端子B13接+24V電源，同時(shí)通過端子BI接地；所述霍爾式車速傳感器通過端子B17連接工作電壓，同時(shí)通過端子B16連接所述汽車車速儀表單元。
[0012]所述車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其中:所述汽車車速儀表單元與所述車速傳感器調(diào)理電路之間還設(shè)有測(cè)量端口 ；所述測(cè)量端口還連接有示波器。
[0013]所述車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其中:所述車速電機(jī)由所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板通過所述輸出引腳PWM3實(shí)時(shí)輸出相應(yīng)PWM波形驅(qū)動(dòng)；所述車速電機(jī)采用小型直流電機(jī)。
[0014]有益效果:
[0015]本實(shí)用新型的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)是基于霍爾式車速傳感器的測(cè)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，成本低，人機(jī)界面友好，測(cè)試直觀且標(biāo)定精確；尤其，下位機(jī)DSP系統(tǒng)板采用的是帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的DSP系統(tǒng)板，即當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)速度增量瞬時(shí)超過一個(gè)閾值時(shí)，即調(diào)用前饋控制，由速度增量乘以前饋系數(shù)Kf，立即無延時(shí)的疊加到當(dāng)前PWM輸出；否則只進(jìn)行單純的數(shù)字遞推PID控制。這種帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的下位機(jī)DSP系統(tǒng)板，能保證下位機(jī)DSP系統(tǒng)板的輸出引腳PWM3輸出的PWM波形在出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)即進(jìn)行控制而非事后進(jìn)行補(bǔ)償控制，能更有效的消除擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響，不僅計(jì)算效率高、計(jì)算量小，而且使車速電機(jī)的擾動(dòng)性車速電機(jī)在運(yùn)行中所受擾動(dòng)性的影響得到了有效改善，還有效解決了車速電機(jī)在大幅度變化時(shí)控制系統(tǒng)在計(jì)算過程中出現(xiàn)粗大誤差導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)甚至失控的問題。，且減少了電機(jī)啟動(dòng)過程中的控制超調(diào)。
[0016]同時(shí)，采用霍爾式車速傳感器具有對(duì)磁場(chǎng)敏感度高、輸出信號(hào)穩(wěn)定、頻率響應(yīng)高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等特點(diǎn)，低速效果良好，不存在低速時(shí)掉脈沖現(xiàn)象；車速傳感器信號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確可靠，模擬車速工況控制快速平穩(wěn)。車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路通過優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路工作效果、精確匹配電路參數(shù)來加強(qiáng)工作穩(wěn)定性；車速傳感器調(diào)理電路抗電磁干擾能力強(qiáng)，車速傳感器信號(hào)經(jīng)調(diào)理后陡峭而無雜波，加強(qiáng)了調(diào)理效果，使得下位機(jī)單元的測(cè)量準(zhǔn)確可靠。靈活的模塊化設(shè)計(jì)及插拔連接，能方便實(shí)際應(yīng)用，不僅能滿足相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)，也是很好的畢業(yè)設(shè)計(jì)和課余電子設(shè)計(jì)應(yīng)用的實(shí)踐平臺(tái)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)的控制電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)的汽車車速儀表的電氣原理圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)的下位機(jī)DSP系統(tǒng)板帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制策略的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1至3所示，本實(shí)用新型車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，是基于霍爾式車速傳感器的測(cè)控系統(tǒng)，包括車速工況模擬單元1、霍爾式車速傳感器2、汽車車速儀表單元3、下位機(jī)單元4和上位PC機(jī)人機(jī)界面單元5。其中，該下位機(jī)單元4包括下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41、車速傳感器調(diào)理電路42和車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路43。
[0022]該車速工況模擬單元I 一端連接霍爾式車速傳感器2，另一端通過車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路43與下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41連接；其中，該車速工況模擬單元I包括車速電機(jī)11，該車速電機(jī)采用小型直流電機(jī)且通過聯(lián)軸器與霍爾式車速傳感器2聯(lián)結(jié)。
[0023]該霍爾式車速傳感器2 —端連接汽車車速儀表單元3，其將車速信號(hào)送往汽車車速儀表單元3的汽車儀表盤進(jìn)行顯示。
[0024]該汽車車速儀表單元3通過車速傳感器調(diào)理電路42連接下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41，即由霍爾式車速傳感器2傳來的車速信號(hào)經(jīng)汽車車速儀表單元3通過車速傳感器調(diào)理電路42送達(dá)下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并與設(shè)定車速比較后進(jìn)行反饋控制。其中，在汽車車速儀表單元3與車速傳感器調(diào)理電路42之間還設(shè)有測(cè)量端口，該測(cè)量端口還連接有示波器6，通過用示波器6可實(shí)時(shí)測(cè)量霍爾式車速傳感器2的當(dāng)前實(shí)際波形及調(diào)理波形。
[0025]該下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41的一端通過串口進(jìn)行雙向通信連接上位PC機(jī)人機(jī)界面5，另一端連接控制車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路43并通過車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路43來驅(qū)動(dòng)連接車速工況模擬單元I。該下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41具有信號(hào)捕捉端口 CAP5及PWM波形的輸出引腳PWM3。
[0026]如圖4所示，該下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41采用的是帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的DSP系統(tǒng)板，其包括數(shù)字遞推PID控制模塊411及控制連接于數(shù)字遞推PID控制模塊411輸出端的PWM控制輸出模塊412 ;數(shù)字遞推PID控制模塊411的輸出端與PWM控制輸出模塊412的輸出端之間還連接有前饋控制模塊413 ;其中，當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)速度增量瞬時(shí)超過一個(gè)閾值時(shí)，調(diào)用前饋控制模塊413，即由速度增量乘以前饋系數(shù)Kf，立即無延時(shí)的疊加到當(dāng)前PWM控制輸出模塊412的輸出端進(jìn)行PWM輸出，否則只通過數(shù)字遞推PID控制模塊控制PWM控制輸出模塊412進(jìn)行PWM輸出。該下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41采用帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制策略，能保證下位機(jī)DSP系統(tǒng)板的輸出引腳PWM3輸出的PWM波形，即PWM控制輸出模塊412輸出端輸出的PWM波形在出現(xiàn)車速電機(jī)擾動(dòng)時(shí)即進(jìn)行控制而非事后進(jìn)行補(bǔ)償控制，前饋控制能更有效的消除擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響，相比單純的PID控制，同時(shí)數(shù)字遞推PID控制相比單純的PID控制，PWM波形輸出的波動(dòng)性得到了有效改善。同時(shí)，為了減少電機(jī)啟動(dòng)過程中的控制超調(diào)，可通過開環(huán)實(shí)驗(yàn)確定電機(jī)的死區(qū)電壓所對(duì)應(yīng)的占空比，即為電機(jī)控制的初始占空比。
[0027]該車速傳感器調(diào)理電路42由電阻R5f R54、二極管D5、電容C5f C52、倒相放大器U3和開關(guān)光耦U5連接組成；其中，電阻R51的一端通過輸入端子CS-1N匹配插接有端子B5，另一端通過二極管D5連接倒相放大器U3的輸入端；其中，二極管D5的陰極端連接電阻R51,陽極端是連接倒相放大器U3的輸入端；電阻R52 —端連接于二極管D5陽極端與倒相放大器U3輸入端的連接點(diǎn)，電阻52的另一端則連接于+5V電源；電容C51 —端接地(模擬地)，另一端連接于電阻R51與二極管D5陰極端的連接點(diǎn)，即電容C51與電阻R51 —起組成RC濾波電路；倒相放大器U3的輸入端接地(模擬地)，輸出端通過電阻R53連接開關(guān)光耦U5的陽極；開關(guān)光耦U5的陰極接地(模擬地)，集電極連接+3.3V電源，發(fā)射極通過電阻R54接地(數(shù)字地)且還與下位機(jī)單元4的CAP5捕捉端口連接；電容C52的一端連接開關(guān)光耦U5的發(fā)射極，另一端接地(數(shù)字地)。
[0028]由于車速傳感器調(diào)理電路42受到車速電機(jī)11電刷及其它如磁電式轉(zhuǎn)速傳感器空間電磁干擾等因素的影響，所以自汽車車速儀表單元3經(jīng)端子B5輸出的信號(hào)并不是標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)，而是夾雜著大量尖峰和毛刺，所以需要進(jìn)一步處理才能送往下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41的信號(hào)捕捉端口 CAP5。輸出脈沖信號(hào)首先經(jīng)過由電阻R51與電容C51組成的RC濾波電路進(jìn)行濾波，濾除高頻干擾信號(hào)。然后經(jīng)過一個(gè)反串的二極管D5上拉電路，輸入端子CS-1N為低電平時(shí)二極管D5導(dǎo)通輸出低電平信號(hào)，輸入端為高電平時(shí)二極管D5截止輸出高電平信號(hào)。由于尖峰毛刺主要出現(xiàn)在高電平輸入時(shí)，故能進(jìn)一步的濾除尖峰毛刺造成的干擾。為使輸出波形更加陡峭，輸出信號(hào)再經(jīng)過帶正反饋的遲滯比較器施密特反相器即倒相放大器U3，并能進(jìn)一步克服噪聲和駝峰干擾現(xiàn)象。然后再經(jīng)過開關(guān)光耦進(jìn)行光電隔離后送往下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41的信號(hào)捕捉端口 CAP5，避免傳感器地和數(shù)字地之間的串?dāng)_。
[0029]該車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路43由電阻R9f R94、一對(duì)倒相放大器U4、開關(guān)光耦U9、場(chǎng)效應(yīng)管Q9、二極管D9以及極性電容C91連接組成；其中，該電阻R91 —端接地(數(shù)字地)，另一端連接于下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41的輸出引腳PWM3 ;該一對(duì)倒相放大器U4串接在一起，即其中一個(gè)倒相放大器U4的輸入端通過電阻R92連接下位機(jī)DSP系統(tǒng)板6的輸出引腳PWM3，輸出端則連接于另一倒相放大器U4的輸入端，另一倒相放大器U4的輸出端則通過電阻R93連接于開關(guān)光耦U9的陽極；開關(guān)光耦U9的陰極接地(數(shù)字地)，發(fā)射極連接于場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極，集電極通過輸出端子CS-OUT +端子匹配插拔連接于車速電機(jī)11 一端并與另一 +5V電源連接；場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極通過另一輸出端子CS-OUT -連接于車速電機(jī)11另一端，源極接地(模擬地)并通過電阻R94連接場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極；二極管D9為硅二極管，其連接于開關(guān)光耦U9的集電極與場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極之間，即二極管D9的陽極端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極，二極管D9的陰極端連接開關(guān)光耦U9的集電極；極性電容C91并聯(lián)于車速電機(jī)11的兩端，即極性電容C91的正極與二極管D9的陰極端連接，極性電容C91的負(fù)極與二極管D9的陽極端連接。
[0030]當(dāng)實(shí)時(shí)測(cè)量車速和設(shè)定車速比較后，下位機(jī)單元4通過軟件控制算法后經(jīng)過輸出引腳PWM3實(shí)時(shí)輸出相應(yīng)的PWI波形以驅(qū)動(dòng)車速電機(jī)11。PWI波形經(jīng)過兩級(jí)反相器即倒相放大器U4驅(qū)動(dòng)后送往開關(guān)光耦U9進(jìn)行隔離驅(qū)動(dòng)后，去控制IRF540N型場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極，使負(fù)載車速電機(jī)11與地的通路進(jìn)行通斷控制。反并的二極管D9起到續(xù)流二極管的作用，當(dāng)車速電機(jī)11突然減速后生成的感生電勢(shì)能量通過二極管D9釋放，避免擊穿場(chǎng)效應(yīng)管Q9。車速電機(jī)11兩端并聯(lián)極性電容C91，可以平滑PWI波形，使車速電機(jī)11運(yùn)行更加平穩(wěn)。
[0031]其中，如圖2、3所示，汽車車速儀表單元3通過端子B13接+24V電源，同時(shí)還通過端子BI接地(模擬地)?；魻柺杰囁賯鞲衅?通過端子B17連接工作電壓(+8.6V)，同時(shí)還通過端子B16將車速傳感器信號(hào)輸入汽車車速儀表單元3內(nèi)部進(jìn)行顯示，并經(jīng)端子B5輸出。故可直接利用端子B5，把汽車車速儀表單元3輸出的車速方波信號(hào)直接作為車速信號(hào)源送往后級(jí)車速傳感器調(diào)理電路42及下位機(jī)DSP系統(tǒng)板41。
[0032]上位PC機(jī)人機(jī)界面單元5接受下位機(jī)單元4傳來的車速測(cè)量數(shù)據(jù)后同步進(jìn)行顯示，同時(shí)設(shè)定操作者所期望的車速并發(fā)送給下位機(jī)單元4。
[0033]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，操作簡單、方便，成本低，尤其采用帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的下位機(jī)DSP系統(tǒng)板，能保證車速電機(jī)在出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)即進(jìn)行控制而非事后進(jìn)行補(bǔ)償控制，能更有效的消除擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響；通過開環(huán)實(shí)驗(yàn)確定電機(jī)的死區(qū)電壓所對(duì)應(yīng)的占空比，即為電機(jī)控制的初始占空比，減少了電機(jī)啟動(dòng)過程中的控制超調(diào)；同時(shí)，靈活的模塊化設(shè)計(jì)及插拔連接，能方便實(shí)際應(yīng)用，不僅能滿足相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)，也是很好的畢業(yè)設(shè)計(jì)和課余電子設(shè)計(jì)應(yīng)用的實(shí)踐平臺(tái)。
[0034]為了減少電機(jī)啟動(dòng)過程中的控制超調(diào)，可通過開環(huán)實(shí)驗(yàn)確定電機(jī)的死區(qū)電壓所對(duì)應(yīng)的占空比，即為電機(jī)控制的初始占空比。
【權(quán)利要求】
1.一種車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，包括下位機(jī)單元及與所述下位機(jī)單元連接的上位PC機(jī)人機(jī)界面單元；其特征在于:所述測(cè)控系統(tǒng)包括有車速工況模擬單元和霍爾式車速傳感器；所述車速工況模擬單元包括車速電機(jī)；所述霍爾式車速傳感器連接所述車速工況模擬單元的車速電機(jī)； 所述下位機(jī)單元包括下位機(jī)DSP系統(tǒng)板；所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板為帶前饋控制的數(shù)字遞推PID控制的DSP系統(tǒng)板。
2.如權(quán)利要求1所述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)控系統(tǒng)還包括車速傳感器調(diào)理電路、車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和汽車車速儀表單元； 所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板雙向通信連接所述上位PC機(jī)人機(jī)界面單元，同時(shí)控制連接所述車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路并通過所述車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接驅(qū)動(dòng)所述車速工況模擬單元； 所述汽車車速儀表單元連接所述霍爾式車速傳感器，同時(shí)通過所述車速傳感器調(diào)理電路反饋連接所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板； 所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板具有信號(hào)捕捉端口 CAP5及PWM波形的輸出引腳PWM3。
3.如權(quán)利要求2所述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述車速傳感器調(diào)理電路由電阻R5f R54、二極管D5、電容C5f C52、倒相放大器U3和開關(guān)光耦U5連接組成； 所述電阻R51的一端通過二極管D5連接倒相放大器U3的輸入端，另一端通過輸入端子CS-1N匹配插接有端子B5 ； 所述電阻R51是連接所述二極管D5的陰極端，所述二極管D5的陽極端是連接所述倒相放大器U3的輸入端； 所述電阻R52 —端連接+5V電源，另一端連接于所述二極管D5陽極端與倒相放大器U3輸入端的連接點(diǎn)； 所述電容C51 —端接地，另一端連接于所述電阻R51與二極管D5陰極端的連接點(diǎn)； 所述倒相放大器U3的輸入端接地，輸出端通過所述電阻R53連接所述開關(guān)光耦U5的陽極； 所述開關(guān)光耦U5的陰極接地，集電極連接+3.3V電源，發(fā)射極通過所述電阻R54也接地且還與所述信號(hào)捕捉端口 CAP5連接； 所述電容C52的一端連接所述開關(guān)光耦U5的發(fā)射極，另一端接地。
4.如權(quán)利要求2所述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述車速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由電阻R9f R94、倒相放大器U4、開關(guān)光耦U9、場(chǎng)效應(yīng)管Q9、二極管D9以及極性電容C91連接組成； 所述電阻R91 —端接地，另一端與所述輸出引腳PWM3連接； 所述倒相放大器U4為至少一對(duì)，其中一個(gè)所述倒相放大器U4的輸入端通過所述電阻R92連接所述輸出引腳PWM3，輸出端連接于另一所述倒相放大器U4的輸入端，另一所述倒相放大器U4的輸出端通過所述電阻R93連接于所述開關(guān)光耦U9的陽極； 所述開關(guān)光耦U9的陰極接地，發(fā)射極連接于所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極，集電極通過輸出端子CS-OUT +匹配插拔連接于所述車速電機(jī)一端并與另一 +5V電源連接； 所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極通過另一輸出端子CS-OUT -連接于所述車速電機(jī)另一端，源極接地并通過所述電阻R94連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的柵極； 所述二極管D9連接于所述開關(guān)光耦U9的集電極與場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極之間；所述二極管D9的陽極端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的漏極，陰極端連接所述開關(guān)光耦U9的集電極；所述極性電容C91并聯(lián)于所述車速電機(jī)的兩端；所述極性電容C91的正極連接所述二極管D9的陰極端，負(fù)極與所述二極管D9的陽極端連接。
5.如權(quán)利要求2所述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于: 所述汽車車速儀表單元通過端子B13接+24V電源，同時(shí)通過端子BI接地； 所述霍爾式車速傳感器通過端子B17連接工作電壓，同時(shí)通過端子B16連接所述汽車車速儀表單元。
6.如權(quán)利要求2所述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述汽車車速儀表單元與所述車速傳感器調(diào)理電路之間還設(shè)有測(cè)量端口 ；所述測(cè)量端口還連接有示波器。
7.如權(quán)利要求2所述的車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述車速電機(jī)由所述下位機(jī)DSP系統(tǒng)板通過所述輸出引腳PWM3實(shí)時(shí)輸出相應(yīng)PftfM波形驅(qū)動(dòng)；所述車速電機(jī)采用小型直流電機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01P21/02GK203606388SQ201320676211
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】程登良, 蔣偉榮, 黃海波, 黃志文, 王衛(wèi)華, 張凱 申請(qǐng)人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院