面向方程式賽車(chē)的高性能電子設(shè)備
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的能力高低對(duì)于能否在產(chǎn)生嚴(yán)重后果之前就發(fā)現(xiàn)問(wèn)題非常重要。在測(cè)試過(guò)程中,該團(tuán)隊(duì)可以在不停止車(chē)輛的情況下檢查引擎是否處于恒定的溫度。當(dāng)團(tuán)隊(duì)能夠做好在車(chē)輛仍在行駛過(guò)程中改變懸掛的準(zhǔn)備,測(cè)試會(huì)話會(huì)更加富有成效,這意味著駕駛?cè)藛T可以獲得更多掌控方面的實(shí)踐。
給駕駛?cè)藛T提供即時(shí)反饋也是一種改進(jìn)其駕駛風(fēng)格的有效方式。一名優(yōu)秀的賽車(chē)手必須始終掌控其車(chē)輛,恰好在牽引力的極限之內(nèi)。通過(guò)在駕駛過(guò)程中觀察油門(mén)位置、剎車(chē)壓力和方向盤(pán)角度數(shù)據(jù),一名駕駛?cè)藛T獲知其技術(shù)中需要改進(jìn)的方面。
車(chē)輛動(dòng)力學(xué)
利用線性和選擇電位計(jì),可以以可量化的方式觀測(cè)車(chē)輛的重量轉(zhuǎn)移特性。通過(guò)測(cè)量懸掛與轉(zhuǎn)向角度,我們可以觀測(cè)到車(chē)輛在拐彎處如何傾斜。然后,可以調(diào)節(jié)減震器以最大限度減少滑行和增加抓地力。
在駕駛一輛賽車(chē)時(shí),觀察四只車(chē)輪的狀況至關(guān)重要。我們利用一個(gè)安裝于右上方的霍爾傳感器測(cè)量每只車(chē)輪的速率。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),這些傳感器被置于制動(dòng)盤(pán)后面的一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的齒輪盤(pán)觸發(fā)。它們提供了一個(gè)與晶體管-晶體管邏輯(TTL)兼容的開(kāi)關(guān)輸出。利用NI 9411數(shù)字輸入模塊和LabVIEW中的一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的定時(shí)循環(huán),我們可以確保以足夠高的采樣率對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行采樣。該車(chē)輪速率數(shù)據(jù)以及來(lái)自方向盤(pán)角度傳感器的預(yù)期方向數(shù)據(jù),被用于了解和驗(yàn)證限滑差速器、牽引力控制和起跑控制的工作。引擎控制單元(ECU)提供了對(duì)于后兩項(xiàng)的越限的調(diào)整控制。通過(guò)測(cè)量在拐彎處或偏離起跑線時(shí)的車(chē)輪速率,我們可以找到最佳設(shè)置。
我們利用NI 9237橋模塊讀取置于懸掛臂和底盤(pán)管上的應(yīng)變計(jì)讀數(shù)。雖然對(duì)于已建造的車(chē)輛上的這一數(shù)據(jù),我們所能做的工作是微乎其微,但在設(shè)計(jì)未來(lái)車(chē)輛時(shí),這一數(shù)據(jù)將非常有用。例如,如果部件所承受的壓力低于最初的預(yù)測(cè),可以重新設(shè)計(jì)部件以減輕重量。
NI 9233模塊具有四路同時(shí)采樣的24-位輸入,以支持與加速度計(jì)的簡(jiǎn)單的2-線連接??梢粤炕瘷M向加速度,并將其與不同車(chē)輪外傾角和輪胎壓力的組合相比較。在獲得這些正確方式后,我們的汽車(chē)可以以更高的速率高速通過(guò)更緊急的彎角。
總結(jié)
NI軟硬件支持我們開(kāi)放試驗(yàn)和快速納用,這對(duì)于汽車(chē)的開(kāi)發(fā)非常重要。該方程式學(xué)生團(tuán)隊(duì)每年完成一輛新款賽車(chē)(這與任一支專(zhuān)業(yè)賽車(chē)團(tuán)隊(duì)非常相似),因此,“變幻莫測(cè)”的能力非常關(guān)鍵。絕大多數(shù)現(xiàn)成可用的汽車(chē)數(shù)據(jù)記錄器并沒(méi)有提供CompactRIO的廣泛的連接性,尤其是對(duì)于類(lèi)似應(yīng)變計(jì)的無(wú)源傳感器。預(yù)計(jì)2009年7月完成的MAN09賽車(chē)是我們的第一款載有CompactRIO的車(chē)輛。該首批數(shù)據(jù)將加深我們對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)的認(rèn)知。
CompactRIO業(yè)已被重點(diǎn)用于未來(lái)的控制器以及錄入裝置。其基于FPGA的操作將非常適合主動(dòng)制導(dǎo)懸架系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)和混合駕駛培訓(xùn)管理等應(yīng)用。
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評(píng)論