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1、线控制动系统（BBW）也被称为电子控制制动系统，按能量的来源不同可分为机械基于GMM 新型线控制动控制系统设计摘 要式线控制动系统和液压式线控制动系统两种。BBW 技术是当今汽车界研究的热点。现如今，汽车零件在结构方面的创新空间有限。创新点主要在电子方面，用电子技术取代机械功能。线控制动技术就是使制动结构更简单， 制动效果更好。线控制动系统的核心是控制系统，控制系统接收信号，通过分析后发出适当的信号。本文研究的是使用 GMM 新型材料从而实现制动系统的功能。创新点是在 H 型机构上使用 GMM 材料，用单片机控制整个系统。整套系统不存在各种管路，因此非常环保，制动效率高。全文共分四章各章主要内
2、容如下：第一章论述当今汽车线控制动的研究现状与发展趋势以及课题研究的意义。第二章论述 GMM 国内外研究现状，磁致伸缩原理，压力和磁场对材料尺寸的影响； 如何选取 GMM 棒的尺寸；磁感线圈长度、内外径确定；导线直径、匝数、厚度的确定； 漆包线尺寸的选取。第三章简要介绍控制系统，Keil uVision3 软件。sepic 电路设计和硬件电路设计以及控制程序的编写。第四章主要是总结工作成果以及今后工作展望。关键词：线控制动GMM 材料控制系统控制程序IAbstractBrake-By-Wire (BBW) also known as electronic control brake syste
3、m, according to the different energy sources ,BBW can be divided into mechanical BBW system and hydraulic BBW system .BBW technology is a hotspot of research on the car today. Nowadays,the innovation space ofcarpartsislimitedinthestructureaspect.Majorinnovativeinelectronic,electronic technology will
4、 replace mechanical function.BBW is to make the brake structure more simple, better braking effect. Control system is the core of BBW system, receiveing the signal, emiting the the appropriate signal.This paper study content is to realize braking system function through using the new GMM material.Th
5、e innovation is using GMM material on the H agencies. single-chip computer control thewholesystem.Thesystemdoesnotexistallkindsofpipe,therefore,itisbetterfor environment, high brake efficiency.The full text is divided into four chapters . Main content is discussed as follows:The first chapter discus
6、ses the present situation of BBW dynamic,the development trend and research significance.The second chapter discusses GMM research status at home and abroad, magnetostrictive principle, pressure and magnetic field affect the size of materials; How to choose the size of the GMM rod; Determine the mag
7、netic induction coil length, inner diameter; Wire diameter, number of turns, the determination of thickness; Selection of enameled wire size.The third chapter briefly introduces the control system, Keil uVision3 software.How to design Sepic circuit and the hardware circuit and the preparation of the
8、 control program.The fourth chapter mainly summarizes the work and the prospect of future work.Keywords:BBW; GMM materials; control system ; control procedureII目 录摘 要错误！未定义书签。Abstract错误！未定义书签。第一章绪论错误！未定义书签。1.1 汽车线控制动系统概述与发展趋势错误！未定义书签。1.1.1 汽车线控制动系统概述错误！未定义书签。1.1.2 汽车线控制动系统发展趋势错误！未定义书签。1.2 课题研究的意义及研究
9、内容21.2.1 课题研究意义21.2.2 课题研究内容错误！未定义书签。1.3 线控制动系统的研究现状3第二章基于GMM 新型线控制动系统执行机构设计错误！未定义书签。2.1 线控制动执行机构的组成部分错误！未定义书签。2.2 GMM 的概述错误！未定义书签。2.3 GMM 的研究现状错误！未定义书签。2.3.1 GMM 国外研究现状错误！未定义书签。2.3.2 GMM 国内研究现状错误！未定义书签。2.4 GMM 棒的选取82.4.1 磁致伸缩的原理82.4.2 压力和磁场对磁致伸缩的影响92.4.3 超磁致伸缩致动器静态模型102.4.4 计算稀土超磁致伸缩棒的尺寸122.5 H 型柔顺
10、机构的介绍132.6 磁感线圈的设计错误！未定义书签。2.6.1 确定线圈的长度和内、外径错误！未定义书签。2.6.2 计算线圈导线直径错误！未定义书签。2.6.3 估算线圈厚度和总匝数错误！未定义书签。2.6.4 选取漆包线尺寸错误！未定义书签。2.7 线控制动执行机构的实物图片错误！未定义书签。第三章线控制动控制系统研究错误！未定义书签。3.1 控制系统概述错误！未定义书签。3.2 keil uVision3 软件介绍错误！未定义书签。3.3 控制系统的组成部分错误！未定义书签。3.3.1 选取单片机错误！未定义书签。3.3.2 选取角位移传感器错误！未定义书签。3.4 控制系统电路的设计
11、错误！未定义书签。3.4.1 设计 Sepic电路错误！未定义书签。3.4.2 设计控制系统的硬件电路错误！未定义书签。3.5 控制程序的编写错误！未定义书签。III3.6控制系统实物图片错误！未定义书签。第四章总结与展望414.1总结414.2展望41参考文献42致谢44IV第一章绪论1.1 汽车线控制动系统概述与发展趋势1.1.1 汽车线控制动系统概述早期的制动系统是一组简单的机械装置，驾驶员通过向制动器作用力从而使车停下来。20 世纪 70 年代后期 制动系统开始朝电子化方面发展。20 世纪 80 年代，防抱死制动系统(ABS)首次运用在汽车制动方面极大地提高了汽车的主动安 全性从而使这
12、种技术很快得到了广泛的应用和推广。到了 90 年代制动系统有循迹控制和侧倾稳定性控制的功能， ABS 原理是控制汽车车轮的滑移率合理和充分利用路面附着系数从而可以获得较短的制动距离 ,改善制动时的方向稳定性。随后 ABS 升级为 ASR（加速驱动防滑系统），ASR 的功能是当汽车驱动轮在加速时防止其打滑。ABS 的出现是因为它是在极端条件下参与制动，研究者为改善汽车制动性能，因此研究出 TCS。TCS 最大功能是能保持行驶的车子朝正确的方向行驶。ESP（电子稳定系统）的出现时汽车能有主动性从而不盲目服从司 机，一旦司机出现错误的驾驶指令时，ESP 能对其进行纠正。传统制动系统传递力是通过空气或
13、制动液来实现的。由于制动系统的介质是气体或液体,所以制动压力传递比较迟缓 ,系统响应速率较低,为克服上述缺点,很多制动系统制造商投入大量资金进行电子化制动控制系统的研究1。随着电子技术的发展,出现了效率更加高，更加节能的线控技术(x-by-wire)。所谓线控就是在 机械，液压或气动的系统连接部分用传送电子信息方式取代。线控技术不仅仅是在连接方面发生变化,而且在操纵机构和操纵方式以及执行机构方面都发生变化, 线控技术在汽车领域的广泛应用将使汽车结构发生翻天覆地的变化。目前线控技术在汽车上得到了广泛的应用 ,如线控转向线控油门等，结合线控技术和汽车制动技术而成的线控制动(Brake-By-Wir
14、e,BBw)是全新的研究领域, 它是把传统液压或气压制动执行元件改为电驱动元件 ,由于电驱动系统拥有可控性好!响应速度快等优点,线控制动系统在今后研究中占据主导地位。线控制动系统(BBW) 和传统的汽车机械式制动系统不同，它是集合 ABS，车辆稳定性控制， 牵引力控制等制动系统优点。BBW 的特点是:（1）部分机械器件被电子元件所代替，（2）制动踏板到制动器之间动力传递用电线取代,（3）在 ECU 中设计编写相应的程序控制其功能。BBW 对汽车制动技术进一步提升有及其重大的影响。传统的制动系统通常由 4 个部分组成：供能系统，传动系统，控制系统，制动器。4 个部分都己经不同程度地实现了电子化。
15、人是整个控制系统的控制者 , 整个过程先是输出控制信号，然后启动制动系统，最后发出制动意图。制动能源是由蓄电池或其他装置来提供。BBW 采用先进的电子制动器和 ECU 进行整体控制,在每个制动器上都有控制单元对其进行控制。目前,线控制动系统依据提供能源装置的不同可分为两种类型：一种是Eleetro-hydraulic-Brake（电液制动系统）；另一种是 Eleetro-Meehanieal-Brake（电子机械制动系统）。EHB 是在电子系统与传统液压系统基础上形成的制动系统。EHB 的柔性控制来源于电子系统, 而制动力的产生来源于液压系统。EMB 系统内没有液压管路因为其制动能量来源于电能。传统制动系统中的传力介质（液压油或空气等）由电能取代。从目前线控制动的发展趋势来看, 未来线控制动系统的主要发展方向是 EMB。1.1.2 汽车线控制动系统发展趋势线控制动系统特别是 EHB
