一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì)

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1、 本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目（中文）: 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) Desig n of a con troller for compressed 英 文 garbage truck 姓 名 學(xué) 號(hào) 院 （系） 電子工程系 專業(yè)、年級(jí) 電子信息工程2級(jí) 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是本人在指導(dǎo) 老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果， 成果不存在知識(shí)產(chǎn) 權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外， 本論文不含任何其他個(gè)人或 集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè) 人和集體均

2、已在文中以明確方式標(biāo)明。 本人完全意識(shí)到本聲明的法律 結(jié)果由本人承擔(dān)。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名: 二O年 月曰 課題名稱： 學(xué)生姓名： 系 別: 專 業(yè): 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) 電子工程系 電子信息工程 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 1關(guān)鍵詞：垃圾車控制器；AVR單片機(jī)；PID算法; 2、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容要求： 本論文工作的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)、研制基于 AVR單片機(jī)的垃圾車專用控制器。 主要實(shí)現(xiàn)控制垃圾車收放動(dòng)作及車輛液壓油的恒溫控制。大致如以下步驟： [1] 分析控制要求。充分了解設(shè)計(jì)的要求，明確被

3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全部功能以及技術(shù)指標(biāo)。 [2] 確定核心功能器件和總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)系統(tǒng)邏輯功能畫出系統(tǒng)的原理框圖， [3] 將系統(tǒng)分解，確定貫串不同方框之間各種信號(hào)的邏輯關(guān)系。 [4] 層次化設(shè)計(jì)。層次化設(shè)計(jì)方法的基本思想就是分模塊、分層次地進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。 設(shè)計(jì)思想就是從設(shè)計(jì)的總體要求入手，自頂向下地將設(shè)計(jì)劃分為不同的功能子模 塊，每個(gè)模塊完成特定的功能。 [5] 分析電路。分析各單元電路，尤其是對(duì)控制信號(hào)要從邏輯關(guān)系、正反極性、時(shí)序 幾個(gè)方面進(jìn)行考慮，確保不存在沖突問題。 A 3、文獻(xiàn)查閱指引： [1] 慧忱?汽車電子控制技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)「 J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006 (2 ):

4、169-171 [2] 孫根勝?現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) [J].上海汽車，2003 (2 ): 60-62 [3] 張啟君?國(guó)內(nèi)垃圾車市場(chǎng)的情況分析及未來預(yù)測(cè) [J].專用汽車，2007 (2): 89-91 [4] 左朝永?后裝壓縮生垃圾車壓縮裝置設(shè)計(jì)研究與仿真分析〔 D].南寧:廣西大學(xué)，2008 [5] 孫仁云，孫春燕?汽車電氣系統(tǒng)研究與探討 [J].汽車工程，2004, 26 (2 ): 32-33 ⑹ 皮曉明，何真?zhèn)?后裝式壓縮垃圾車的液壓系統(tǒng)及 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]?機(jī)械設(shè)計(jì) 與制造，2006 (8 ): 123-124 [7〕彭為等?單片機(jī)典型系統(tǒng)

5、設(shè)計(jì)實(shí)例精講〔M].北京：電子工業(yè)出版社，2006, 37-40 [8丨高波，馮開林?一種垃圾車專用可編程控制器的設(shè)計(jì)〔J]?專用汽車，2009 (5):46-51 [9] V. Yu. Teplov,A. V ? Anisimov. Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,2002 [10] Yeager Bren t.How to troubleshoot your electro nic sc

6、ale[J].. Powder and Bulk Engin eeri ng. 1995 4、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度安排: 1)2012年11月下旬 搜集相關(guān)資料，選擇相關(guān)方案，確定總體設(shè)計(jì)思路 2)2012年12月下旬 兀成開題報(bào)告 3)2013年1月一2月 設(shè)計(jì)系統(tǒng)，確定系統(tǒng)的各模塊的性能要求完成軟硬件設(shè)計(jì)。 4)2013 年 3 月 撰寫論文初稿，排版等一些細(xì)節(jié)工作，并交導(dǎo)師審批修改 4)2013 年 4 月 對(duì)論文進(jìn)行全面的撰寫，并完成論文 5)2013 年 5 月 整理并修訂論文，答辯 教研室意見: 負(fù)責(zé)人簽名： 注：本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教U師

7、填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達(dá)給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告書 論文（設(shè)計(jì)）題目 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) 作者姓名 李瓊 所屬系、專業(yè)、年級(jí) 電子工程系 電子信息工程專業(yè)2009級(jí) 指導(dǎo)教師姓名、職稱 賈竹君 副教授 預(yù)計(jì)字?jǐn)?shù) 10000 開題日期 2012.12.25 選題的根據(jù)：1）說明本選題的理論、實(shí)際意義 2）綜述國(guó)內(nèi)外有關(guān)本選題的研究動(dòng)態(tài)和自己的見解 1） 目前，我國(guó)城市生活垃圾的處理大多米用壓縮式垃圾車， 它通過車載電控單兀來控制垃圾的 收放。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒗M(jìn)行預(yù)壓縮，大大提高了垃圾的裝載量，冋時(shí)

8、采用全封閉式的車廂裝 載，保證了運(yùn)輸過程中避免造成二次污染，因而社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。但是，當(dāng)今國(guó)內(nèi)垃 圾車上的電子控制部分，大多數(shù)的生產(chǎn)廠家都采取引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)的專用控制器來控制，這就造成了 一些缺點(diǎn)：一是控制器成本比較咼，在無形中提咼了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，與垃圾車市場(chǎng)承受力有沖突， 不利于提高該垃圾車生產(chǎn)廠家的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 ；二是由于采用國(guó)際上的專用的控制器， 同時(shí)限定了所使 用垃圾車的型號(hào)，對(duì)不冋型號(hào)的國(guó)產(chǎn)垃圾車性能的改進(jìn)形成了一定的阻礙。為此，我們提出了進(jìn)行 國(guó)產(chǎn)垃圾車專用控制器的開發(fā)和研制的課題。 2） 國(guó)外電子控制技術(shù)發(fā)展動(dòng)向有以下幾個(gè)方面 ：產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展，各有

9、特點(diǎn) ；在 閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛， 通訊功能不斷加強(qiáng)；新器件和模塊不斷推出。 高檔的控制器除了主要 采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的 EPROM或RAM的智能vo模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、 遠(yuǎn)程V0模塊等專用化模塊；編程工具多樣化，功能不斷提高，編程的語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化，并且有高檔 的指令系統(tǒng)；追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。 所以我的總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡量使用低成本的方案 ；生產(chǎn)上也要體現(xiàn) 低成本；在產(chǎn)品的研發(fā)過程中體現(xiàn)低成本：使用和技術(shù)支持服務(wù)上也要體現(xiàn)低成本。 主要內(nèi)容： 緒論。介紹了課題的研究意義和垃圾車電控技術(shù)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn) 狀。闡述了課題的來源和需要解決的關(guān)鍵問題，并介紹了

10、論文的主要內(nèi)容。 1. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。簡(jiǎn)述了該控制系統(tǒng)的性能要求及特點(diǎn)，系統(tǒng)的硬件和 軟件設(shè)計(jì)總體方案的提出。 2. 主控制器的設(shè)計(jì)。在控制器性能要求的基礎(chǔ)上提出了硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì) 方案，其中主要介紹了硬件電路設(shè)計(jì)。 3. 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了溫度控制電路的設(shè)計(jì)，包括溫度的采集， 信號(hào)的輸入、控制算法的實(shí)現(xiàn)。并對(duì)溫度控制的方法進(jìn)行了仿真分析和研究。 4. 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾的設(shè)計(jì)，包括硬件措 施和軟件措施以及系統(tǒng)調(diào)試。 C 研究方法: 1. 控制器硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)，模擬量和開關(guān)量的輸入 /輸出功能的實(shí)現(xiàn)； 2. 具有恒溫控制

11、功能； 3. 采用有效的算法，改善溫度控制精度。 4. 查閱國(guó)內(nèi)外最新資料，開拓視野，對(duì)已有的成果加以分析利用。虛心向?qū)熀屯瑢W(xué)學(xué)習(xí)，不 斷積累知識(shí)，再運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，完成論文。 完成期限和采取的主要措施： 1、 完成期限:2013.1.1-2013.5.8 2、 采取的主要措施： (1) 密切聯(lián)系本組設(shè)計(jì)成員及畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)導(dǎo)師，尋求有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)信息，確定設(shè)計(jì)課題方向與設(shè)計(jì) 內(nèi)容；⑵充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，廣泛獲取必要的知識(shí)，了解最新研究動(dòng)態(tài)。 (3)虛心 向老師請(qǐng)教和同學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，保障畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 慧忱.汽車電子控制技術(shù)及發(fā)展趨

12、勢(shì)「 J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006 (2 ):169-171 [2] 孫根勝.現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) [J].上海汽車，2003 (2 ): 60-62 [3] 張啟君.國(guó)內(nèi)垃圾車市場(chǎng)的情況分析及未來預(yù)測(cè) [J].專用汽車，2007 (2): 89-91 [4] 左朝永.后裝壓縮生垃圾車壓縮裝置設(shè)計(jì)研究與仿真分析〔 D].南寧:廣西大學(xué)，2008 [5] 孫仁云，孫春燕.汽車電氣系統(tǒng)研究與探討 [J].汽車工程，2004, 26 (2 ): 32-33 ⑹ 皮曉明，何真?zhèn)?后裝式壓縮垃圾車的液壓系統(tǒng)及 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì) 與制造，2006 (8 ): 1

13、23-124 [7〕彭為等.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講〔 M].北京：電子工業(yè)出版社，2006, 37-40 [8丨高波，馮開林.一種垃圾車專用可編程控制器的設(shè)計(jì)〔 J].專用汽車，2009 (5):46-51 指導(dǎo)教師意見: 指導(dǎo)教師簽名： 教研室意見: 簽名： 年 月 日 開題報(bào)告會(huì)紀(jì)要 時(shí)間 2012.12.25 地點(diǎn) 三教517 與 會(huì) 人 員 姓名 職務(wù)（職稱） 姓名 職務(wù)（職稱） 姓名 職務(wù)（職稱） 宮彥軍 教授 包本剛 副教授 陳愛武 講師 賈竹君 副教授 何紅松 講師 游珍珍 講師

14、 會(huì)議記錄摘要： 1. 垃圾車控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是什么？ （包本剛老師提問） 答：本論文控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是使得垃圾車能夠根據(jù)操作人員的按鈕指令并結(jié)合行程開關(guān)等 信號(hào)狀態(tài)控制電路電磁閥，以達(dá)到準(zhǔn)確控制垃圾車在工作時(shí)各運(yùn)動(dòng)臂的時(shí)序動(dòng)作， 同時(shí)為保 證車載液壓系統(tǒng)正常工作，該控制器還能夠?qū)崟r(shí)的自動(dòng)控制液壓油溫度。 2. 選題意義是什么？（游珍珍老師提問） 答：電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的改進(jìn)為汽車技術(shù)性能的提高，經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性的 改善，以及對(duì)減少汽車污染都創(chuàng)造了良好的條件。 3. 垃圾車控制器的性能要求？（宮彥軍老師提問） 答：（1）可以通過控制車體上的操作按鈕來完成垃圾

15、的裝卸、壓縮收運(yùn)的過程，提高工作效率 ； （2） 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液壓油的恒溫控制，具有保護(hù)車體液壓系統(tǒng)的功能得安全性要求 ； （3） 采用市場(chǎng)上的典型、通用的元器件，一旦發(fā)生損壞現(xiàn)象，可以用同樣的元件進(jìn)行替換 ; 會(huì)議主持人： 記 錄 人： 2012年12月25日 指 導(dǎo) 小 組 意 見 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月曰 系 部 意 見 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月曰 注：此表由學(xué)生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導(dǎo)老師和本人各保存一份 E 湖南科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查表 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 李瓊 學(xué) 號(hào) 2

16、00906002241 系 別 電子工程系 專 業(yè) 電子信息工程 指導(dǎo)教師 賈竹君 檢查日期 2013.4.8 指導(dǎo)教師檢查情況記載及修改意見： 修改意見： 已經(jīng)完成的工作： 1?分析控制要求，明確被設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全部功能以及技術(shù)指標(biāo)。 2?確定核心功能器件和總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)系統(tǒng)邏輯功能畫出系統(tǒng)的原理框圖，將系統(tǒng) 分解，確定貫串不同方框之間各種信號(hào)的邏輯關(guān)系。 3?層次化設(shè)計(jì)。層次化設(shè)計(jì)方法的基本思想就是分模塊、分層次地進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。設(shè)計(jì) 思想就是從設(shè)計(jì)的總體要求入手， 自頂向下地將設(shè)計(jì)劃分為不冋的功能子模塊， 每個(gè)模塊完 成特定的功能。 4分析電路。分析各單元電路

17、，尤其是對(duì)控制信號(hào)要從邏輯關(guān)系、正反極性、時(shí)序幾個(gè) 方面進(jìn)行考慮，確保不存在沖突問題。 下一步的工作： 1中文摘要太簡(jiǎn)單，要 300字左右； 2正文中的圖要標(biāo)明什么用途，如圖 3-圖6沒說明。圖1、圖2標(biāo)了。 3結(jié)論部分你只說了體會(huì)，沒說結(jié)果。也就是把你做的仿真結(jié)論再總結(jié)一下。 最后修改意見： 1?我把20、21頁的圖2.10和圖2.11合為一頁，請(qǐng)重新整理插圖索引； 2?參考文獻(xiàn)要兩篇英文； 3.3個(gè)仿真圖沒說清楚是什么意思。 4.參考文獻(xiàn)的使用在文中標(biāo)示是用上標(biāo) ，看文中紅色字體。（文中其它的也要改正過來） 簽名： 注：此表用于指導(dǎo)教師在學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）初稿完成后對(duì)

18、學(xué)生執(zhí)行任務(wù)書情況進(jìn)行中期檢查時(shí)用， 由指導(dǎo)教師 填寫。 湖南科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)過程記錄表 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 李瓊 學(xué)號(hào) 200906002241 專業(yè)班級(jí) 電信0902 指導(dǎo)教師 賈竹君 職稱 副教授 系（教研室） 電子工程系 指 導(dǎo) 過 程 記 錄 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（一） 論文選題,安排和指導(dǎo)查找資料 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（二） 安排設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（三） 檢查開題報(bào)告。修改摘要

19、：其中應(yīng)該包括設(shè)計(jì)目的，設(shè)計(jì)方法， 設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)結(jié)果及達(dá)到的設(shè)計(jì)效果 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（四） 指導(dǎo)論文設(shè)計(jì)方案，按照模板規(guī)范來編排論文格式 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 G 指 導(dǎo) 過 程 記 錄 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（五） 檢查寒假中論文準(zhǔn)備的情況，并解決其遇到的疑問，布置下一階段工作。 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（六） 指導(dǎo)如何撰寫論文、組織材料 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（七） 檢查論文整體情況，定稿打印。 學(xué)生

20、簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（八） 確定答辯時(shí)間，交待答辯工作及注意事項(xiàng) 學(xué)生簽名： 年 月曰 指導(dǎo)教師簽名： 年 月曰 答辯小組組長(zhǎng) 意 見 （對(duì)情況是否屬實(shí)做出意見） 組長(zhǎng)（簽名）： 年 月曰 注：本表與畢業(yè)論文一起裝訂存檔。 H J 論文題目 作者姓名 指導(dǎo)教師 姓名、職稱 關(guān)鍵詞 （3-5 個(gè)） 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)審表 一種壓縮式垃圾車的控制器的謝 李瓊 所屬系、專業(yè)、年級(jí) 賈竹君副教授 電子工程系電子信息工程專業(yè)2009年級(jí) 10000定稿日期 2013.5.8 目前，在

21、國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的壓縮式垃圾清運(yùn)汽車中，其車載電控系統(tǒng)絕 大多數(shù)采用國(guó)外著名公司開發(fā)的汽車專用控制器，如西門子、二菱等， 而我們國(guó)內(nèi)沒有形成自己有特點(diǎn)的產(chǎn)品。因此，我們選取壓縮式垃圾車 為控制對(duì)象，針對(duì)它的工作需求，根據(jù)車載電氣設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)，開發(fā) 了一款高效、可靠并且適合工作的專用控制器 本文在分析車載電氣控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成和工作原理的基礎(chǔ)上，我 們研制了一款能夠符合壓縮式垃圾車工作的專用控制器，并給出了控制 器的具體設(shè)計(jì)制作的過程。首先，從功能需求角度對(duì)被控制系統(tǒng)進(jìn)行分 析，提出?軟硬件總體設(shè)計(jì)方法。然后，確定硬件的選型，根據(jù)控制對(duì)象 的要求，完成了硬件電路，同時(shí)完成了系統(tǒng)環(huán)境上、下位機(jī)串口通

22、訊機(jī) 制，并且通過利用AVR軟件開發(fā)工具進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。在溫度控制系統(tǒng)環(huán) 節(jié)我們采用了傳統(tǒng)的Pm控制算法的方法。最后，在整個(gè)控制器制作完 成后進(jìn)行電路的軟硬件調(diào)試和抗干擾的測(cè)試，以驗(yàn)證我們所設(shè)計(jì)的控制 器的可行性。 論文描述了各硬件模塊和應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，并對(duì)主要算 法及典型應(yīng)用進(jìn)行了詳盡的闡述。通過對(duì)仿真結(jié)果的分析表明本文所研 制的專用垃圾車控制系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果 關(guān)鍵詞:垃圾車控制器，AVR單片機(jī)，PID算法 Electronic control system of the advaneed garbage train china,such as Siemens,Mits

23、ubishi and so on. However, we are unable to form our own products. Therefore, we select the compressi on. type garbage truck as the control object, for its work requirements and the application of electrical equipment under the vehicle characteristics, developed a highly efficient, reliable con trol

24、ler. We have designed a special controller consistent with the work of garbage truck by analysis the structure and the working principle of the vehicle e ectrical con trol system and the con troller is give n the specific desigr process. First, we proposed the software and the hardware desig n meth

25、ods from the an a『sis of the con trolled system. Then, we determ ined tne selection of the hardware to complete the hardware circuit design, designed system en vir onment, the lower computer serial com muni cati on mecha ni sm, and through the use of AVR to complete software design .In the desig n o

26、f temperature control system, we used thetraditional PID control method. Fi nally, after the completi on of the overall desig n, whehaardwore and software debugging and anti jamming circuit test to verify the feasibility of the con troller that we desig ned. rbage truck con trol system goal. 關(guān)鍵詞

27、 （3-5 個(gè)） We described of the impleme ntati on process of the hardware modules, software desig n,and the typical applicati on of the main algorithm in detail. Through the an alysis of simulati on result for the garbage f " the con troller we desig ned has achieved expected goal. 一 Keywords: Garbage

28、 truck con troller, AVR micro con troller, PID algorithm 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 評(píng)審 基兀 評(píng)審要素 評(píng)審內(nèi)涵 滿分 指導(dǎo)教師 實(shí)評(píng)分 選題 品質(zhì) 25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué) 計(jì)劃的基本要求，達(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合訓(xùn)練的 目的。 10 理論意義或 實(shí)際價(jià)值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一疋的學(xué)術(shù)意義；對(duì)經(jīng)濟(jì)建 設(shè)和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問題進(jìn) 行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。 10 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。 5

29、 能力 水平 40% 查閱文獻(xiàn) 資料能力 能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的 有關(guān)研究狀況及成果。 10 綜合運(yùn)用 知識(shí)能力 能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)闡述問題；能對(duì)查閱的數(shù)據(jù)進(jìn)行整 理和運(yùn)用；能對(duì)其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證。 10 研究方案的 設(shè)計(jì)能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 研究方法和手 段的運(yùn)用能力 能運(yùn)用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段 （如計(jì)算機(jī)、 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐并加工處理、總結(jié)信 息。 10 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外 文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。

30、 5 論文 品質(zhì) 35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 5 寫作水平 論點(diǎn)鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。 15 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量 和單位、各種數(shù)據(jù)引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。 10 論文篇幅 10000字左右。 5 實(shí)評(píng)總分 成績(jī)等級(jí) 指導(dǎo)教師評(píng)審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 說明：評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分 90—100分記為優(yōu) 秀，80— 89分記為良好，70—79分記為中等，60— 69分記為及格，60分以下記為不及格。 評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)

31、評(píng)審 基元 評(píng)審要素 評(píng)審內(nèi)涵 滿分 評(píng)閱教師 實(shí)評(píng)分 選題 品質(zhì) 25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué) 計(jì)劃的基本要求，達(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合訓(xùn)練的 目的。 10 理論意義或 實(shí)際價(jià)值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一疋的學(xué)術(shù)意義；對(duì)經(jīng)濟(jì)建 設(shè)和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問題進(jìn) 行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。 10 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。 5 能力 水平 40% 查閱文獻(xiàn) 資料能力 能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的 有關(guān)研究狀況及成果。 10 綜

32、合運(yùn)用 知識(shí)能力 能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)闡述問題；能對(duì)查閱的數(shù)據(jù)進(jìn)行整 理和運(yùn)用；能對(duì)其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證。 10 研究方案的 設(shè)計(jì)能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 研究方法和 手段的運(yùn)用 能力 能運(yùn)用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段 （如計(jì)算機(jī)、 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐并加工處理、總結(jié)信 息。 10 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外 文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。 5 論文 品質(zhì) 35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 5 寫作水平 論點(diǎn)鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語

33、言流暢。 15 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量 和單位、各種數(shù)據(jù)引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。 10 論文篇幅 10000字左右。 5 實(shí)評(píng)總分 成績(jī)等級(jí) 評(píng)閱教師評(píng)審意見： 評(píng)閱教師簽名： 說明：評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分 90—100分記為優(yōu) 秀，80— 89分記為良好，70—79分記為中等，60— 69分記為及格，60分以下記為不及格。 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄表 論文題目 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) 作者姓名 李瓊 所屬系、專業(yè)、年級(jí) 電子工程系電子信息工程專業(yè)

34、2009年級(jí) 指導(dǎo)教師 姓名、職稱 賈竹君副教授 答辯會(huì)紀(jì)要 時(shí)間 2013年5月18日 地點(diǎn) 三教517 答 亠、丄 辯 小 組 成 員 姓名 職務(wù)（職稱） 姓名 職務(wù)（職稱） 姓名 職務(wù)（職稱） 宮彥軍 教授 包本剛 副教授 何紅松 講師 賈竹君 副教授 陳愛武 講師 游珍珍 講師 答辯中提出的主要問題及回答的簡(jiǎn)要情況記錄： 會(huì)議主持人： 記 錄 人： 年 月曰 L 答 亠、丄 辯 小 組 意 見 評(píng)語： 評(píng)定等級(jí)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月

35、日 系 學(xué) 位 委 員 會(huì) 意 見 評(píng)語： 論文（設(shè)計(jì)）最終評(píng)定等級(jí)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 系部（公章） 年 月 日 校 學(xué) 位 委 員 會(huì) 意 見 評(píng)語： 評(píng)定等級(jí)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 M 緒論 1 課題意義… 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài) .2 課題的來源及解決的問題 .5 1. 垃圾車控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6 1.1垃圾車控制器的性能要求 ..6 1.2垃圾車控制器的總體硬件設(shè)計(jì) ...7 1.3垃圾車控制器的總體軟件設(shè)計(jì) 8 2. 主控制器的設(shè)計(jì) 9 2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9 2.2控制器的工作方式 9

36、 2.3主控模塊器件的選型及設(shè)計(jì) ……………………… 10 2.4硬件設(shè)計(jì) 14 2.5軟件設(shè)計(jì) 18 3. 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 3.1設(shè)計(jì)原理 22 3.2硬件電路設(shè)計(jì) ..24 3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...32 3.4溫度控制方法與仿真 .35 結(jié)論 44 附錄 46 參考文獻(xiàn) 47 致謝 48 插圖索引 圖1. 1汽車電子控制系統(tǒng) 2 圖2. 1硬件總體結(jié)構(gòu)框圖 9 圖2.2ATmega128 芯片引腳 12 圖2. 3鐵電存儲(chǔ)器電路 13 圖2.4 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路 13 圖2.5電源模塊 1 5 圖2. 6輸入電路 1

37、6 圖2. 7輸出電路 1 6 圖2. 8串行通信電路 1 7 圖2 . 9PLC程序 1 8 圖2.10ICCAVR中程序設(shè)計(jì)圖 20 圖 2.11AVR Studio 調(diào)試界面 20 圖3.1 溫控系統(tǒng)總體框圖 22 圖3.2Pt100 的溫度特性曲線 23 圖3. 3恒流源電路 24 圖3.4TL431 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 24 圖3.5 鉑電阻測(cè)溫電路圖 26 圖3.6ICL7135的工作時(shí)序圖 28 圖 3. 71 CL7135 電路 29 圖3. 8溫控信號(hào) 30 圖3.9 報(bào)警電路 31 圖3.10 主程序流程圖 32 圖3.11數(shù)

38、據(jù)采集流程圖 33 圖3.12 過程控制原理框圖 35 -III 35 圖3.13溫控系統(tǒng)原理圖 圖3.14PID控制系統(tǒng)原理框圖 36 圖3. 15系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 37 圖3.1 6系統(tǒng)框圖 37 圖3.17系統(tǒng)仿真模型 49 圖3.1 8階躍相應(yīng) 40 41 圖 3.19 主程序流程圖 41 圖3.20溫度報(bào)警電路仿真圖 圖3.21溫度報(bào)警電路仿真圖1 42 圖3.22溫度報(bào)警電路仿真圖2 42 43 圖3.23溫度報(bào)警電路仿真圖3 -iii 一種壓縮式垃圾車的控制器的設(shè)計(jì) 摘要 目前，在國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的壓縮式垃圾清運(yùn)汽車中，其

39、車載電控系統(tǒng)絕大多數(shù)采用 國(guó)外著名公司開發(fā)的汽車專用控制器，如西門子、三菱等，而我們國(guó)內(nèi)沒有形成自 己有特點(diǎn)的產(chǎn)品。因此，我們選取壓縮式垃圾車為控制對(duì)象，針對(duì)它的工作需求， 根據(jù)車載電氣設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)，開發(fā)了一款高效、可靠并且適合工作的專用控制器。 本文在分析車載電氣控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成和工作原理的基礎(chǔ)上，我們研制了一 款能夠符合壓縮式垃圾車工作的專用控制器，并給出了控制器的具體設(shè)計(jì)制作的過 程。首先，從功能需求角度對(duì)被控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出軟硬件總體設(shè)計(jì)方法。然 后，確定硬件的選型，根據(jù)控制對(duì)象的要求，完成了硬件電路，同時(shí)完成了系統(tǒng)環(huán) 境上、下位機(jī)串口通訊機(jī)制，并且通過利用 AVR軟件開發(fā)工

40、具進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。在溫 度控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)我們采用了傳統(tǒng)的 PID控制算法的方法。 論文描述了各硬件模塊和應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，并對(duì)主要算法及典型應(yīng) 用進(jìn)行了詳盡的闡述。通過對(duì)仿真結(jié)果的分析表明本文所研制的專用垃圾車控制系 統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果。 【關(guān)鍵詞】：垃圾車控制器，AVF單片機(jī)，PID算法 -IV Design of a controller for compressed garbage truck Abstract Currently, international dedicated programmable controllers are used on vehic

41、le electro nic con trol system of the adva need garbage truck in chi na,suchasSieme ns,Mitsubishi and so on. However, we are unable to form our own products. Therefore, we select the compressi on. type garbage truck as the con trol object, for its work requireme nts and the application of electrical

42、 equipment under the vehicle characteristics, developed a highly efficie nt, reliable con troller. We have desig ned a special con troller con siste nt with the work of garbage truck by analysis the structure and the working principle of the vehicle electrical control system and thec on troller is

43、give n the specific desig n process. First, we proposed the software and the hardware desig n methods from the an alysis of the con trolled system. Then, we determ ined theselection of the hardware to complete the hardware circuit design, designed system en vir onment, the lower computer serial com

44、muni cati on mecha ni sm, and through the use ofAVR to complete software design. In the design of temperature control system, we used thetraditional PID control method. We described of the implementation process of the hardware modules, software desig n,and the typical applicati on of the main algo

45、rithm in detail. Through the an alysis of simulation result for the garbage truck control system, the controller we designed has achieved expected goal. 【Keywords] : Garbage truck controller, NR microcontroller, PID algorithm -V 緒論 課題意義 電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的改進(jìn)為汽車技術(shù)性能的提高，經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒 適性的改善，以及對(duì)減少汽車污染都創(chuàng)造了

46、良好的條件。近十年以來，汽車電子控 制技術(shù)得到了快速的發(fā)展，無論是哪種用途的車輛，設(shè)計(jì)人員在改進(jìn)產(chǎn)品或設(shè)計(jì)新 型產(chǎn)品時(shí)，都離不開電控技術(shù)的支持。 目前，我國(guó)城市生活垃圾的處理大多采用壓縮式垃圾車，它通過車載電控單元 來控制垃圾的收放。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒗M(jìn)行預(yù)壓縮，大大提高了垃圾的裝載量， 同時(shí)采用全封閉式的車廂裝載，保證了運(yùn)輸過程中避免造成二次污染，因而社會(huì)效 益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。但是，當(dāng)今國(guó)內(nèi)垃圾車上的電子控制部分，大多數(shù)的生產(chǎn) 廠家都采取引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)的專用控制器來控制，這就造成了一些缺點(diǎn) ：一是控制器成 本比較高，在無形中提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，與垃圾車市場(chǎng)承受力有沖突，不利于 提高

47、該垃圾車生產(chǎn)廠家的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；二是由于采用國(guó)際上的專用的控制器，同時(shí)限 定了所使用垃圾車的型號(hào)，對(duì)不同型號(hào)的國(guó)產(chǎn)垃圾車性能的改進(jìn)形成了一定的阻礙。 為此，我們提出了進(jìn)行國(guó)產(chǎn)垃圾車專用控制器的開發(fā)和研制的課題。 本課題設(shè)計(jì)的專用控制器正是針對(duì)壓縮式垃圾車這一特定對(duì)象，突出了設(shè)計(jì)的 專用性。該控制器能夠利用邏輯回路保證各操作指令按順序執(zhí)行，而且其外部只有 線路連接，降低了故障發(fā)生率，避免誤操作造成的事故，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 另外，控制器具有相當(dāng)高的運(yùn)算能力，能夠?qū)ν獠枯斎胄盘?hào)做出準(zhǔn)確的判別，發(fā)出 正確的控制指令，驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行元件工作，從而準(zhǔn)確地完成系統(tǒng)的控制要求。除此 之外，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，

48、盡量降低了開發(fā)成本，考慮到垃圾車工作的環(huán)境和操作人員 的情況，該控制器在現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)簡(jiǎn)單方便，適應(yīng)環(huán)境的能力較強(qiáng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 該控制器能夠監(jiān)控垃圾車上的液壓油溫度，保證其液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。較之以往 的垃圾車控制器使用的單一性，即其軟件程序固化在電路中，無法進(jìn)行控制功能的 更改，該控制系統(tǒng)的大多硬件設(shè)計(jì)工作都已轉(zhuǎn)化為軟件設(shè)計(jì)工作，當(dāng)需要提升裝備 的性能或增加裝備的功能時(shí)，多數(shù)情況下只要對(duì)軟件部分進(jìn)行修改即可實(shí)現(xiàn)，這樣 便于裝備的升級(jí)和改造，從而使得維護(hù)垃圾車的工程技術(shù)人員更容易掌握理解。 本次設(shè)計(jì)的實(shí)施，將主要在產(chǎn)品質(zhì)量、易用性上與國(guó)外產(chǎn)品能夠形成一定的競(jìng) 爭(zhēng)力，而在價(jià)格方面則具有極大的優(yōu)

49、勢(shì)。同時(shí)我們可以利用目前國(guó)內(nèi)在這方面的研 究和產(chǎn)品開發(fā)的空白，占領(lǐng)一個(gè)制高點(diǎn)，擺脫對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴，并且對(duì)其它不同 的應(yīng)用條件下的專用型控制器的開發(fā)具有推動(dòng)與借鑒的意義。通過開發(fā)自主研制的 能力，使我國(guó)的垃圾車車載電子控制技術(shù)盡快縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的之間的差距， 并且能夠在技術(shù)成熟以后，通過市場(chǎng)向其它類型的工程車生產(chǎn)企業(yè)推廣以替代當(dāng)前 的進(jìn)口產(chǎn)品。因此，該控制器的市場(chǎng)前景將極為廣闊 ⑴。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài) 汽車電子控制單元(ECU)是現(xiàn)代汽車中技術(shù)含量高、。利潤(rùn)空間大的部件之一， 長(zhǎng)期以來一直受到汽車生產(chǎn)廠家及供應(yīng)商的高度重視。在高新科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的 今天，隨著人們對(duì)汽車的安全性、

50、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、排放性等方面的要求 不斷提高，汽車上應(yīng)用的電子裝備功能不斷的增強(qiáng)，性能也在不斷的提高 ⑴。 1?汽車電子發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì) 汽車電子就是指汽車制造及運(yùn)行過程中所需要的電子技術(shù)產(chǎn)品。按照對(duì)汽車行 駛性能作用的影響劃分，汽車電子產(chǎn)品分為兩類：第一類是汽車電子控制裝置。汽車 電子控制裝置是指能和車上的機(jī)械和液壓系統(tǒng)進(jìn)行配合使用的，即所謂的“機(jī)電結(jié) 合”的汽車電子裝置。它們主要包括車身以及車體動(dòng)作的電子控制，比如電子燃油 噴射系統(tǒng)，制動(dòng)防抱死控制、車體動(dòng)作控制、牽引力控制、電子控制自動(dòng)變速器等 ； 第二類是車載汽車電子裝置。車載汽車電子裝置是在汽車上能夠獨(dú)立使用的電子裝 置

51、，它主要是為車輛駕駛提供某些服務(wù)，它主要包括汽車信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽 車音響娛樂系統(tǒng)、車載通信案統(tǒng)等。 汽車電子控制系統(tǒng)如圖1.1所示。其主要組成都可分為信號(hào)輸入裝置、電子控制 單元(ECU)和執(zhí)行元件三部分，它是與車上的機(jī)械系統(tǒng)配合使用，利用電纜或電波互 相傳輸信息。信號(hào)輸入裝置包括各種傳感器，用來采集控制系統(tǒng)的信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)輸送給電子控制單元。電子控制單元(ECU)是給各傳感器提供參考電壓，接受 傳感器的信號(hào)，并且進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理后執(zhí)行器發(fā)出指令。執(zhí)行元件是由 電子控制單元(ECU)控制，執(zhí)行某項(xiàng)指令控制功能的裝置。 圖1.1汽車電子控制系統(tǒng) 近幾年來，隨著電子

52、技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的應(yīng)用，汽車電子控制技術(shù)得到 了迅猛的發(fā)展，尤其是在控制精度和范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等多方面有了較大突破, 汽車電子控制技術(shù)已明顯向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化三方面發(fā)展 ⑵。 ⑴智能化 智能化傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加快了汽車的智能化進(jìn)程。因此，汽車 智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商的高度重視。智能系統(tǒng)的開發(fā)主要依賴于 電子技術(shù)并將與電子、衛(wèi)星定位等多個(gè)交叉學(xué)科相結(jié)合。例如，它能根據(jù)駕駛員提 供的資料，向駕駛員提供距離最短且能繞開車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線。 它還可以安裝電子地圖，采用衛(wèi)星導(dǎo)航，從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、 交通堵塞，自動(dòng)篩選出最佳行車

53、路線等各種情況。 (2) 集成化 隨著嵌入式系統(tǒng)、局域網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)總線技術(shù)的日益成熟，汽車電控系統(tǒng)的集 成成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和 自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制 ；將制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、牽 引力控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)綜合在一起進(jìn)行制動(dòng)控制 ；將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向等 控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，控制器通過復(fù)雜的控制運(yùn)算，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)， 形成一體化發(fā)的控制系統(tǒng)。 (3) 網(wǎng)絡(luò)化 隨著越來越多的電控器件在汽車上應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來 越重要。構(gòu)造以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是十分必要的

54、，大 量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該系統(tǒng)中， 主處理機(jī)收集整理各子處理機(jī)的數(shù)據(jù)，各子處理機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，控制改善汽車某一方 面的性能，同時(shí)在其它處理機(jī)需要時(shí)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù) ⑵。 2. 國(guó)外發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì) 國(guó)外汽車電控技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，共分為三個(gè)階段：第一階段是從20世 紀(jì)第二階段是從20世紀(jì)70年代末期到90年代中期，為解決安全、污染、和節(jié)能 三大問題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火系統(tǒng)等 ；第三階段是20世紀(jì)90年 代中期以后，電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用在底盤、車體動(dòng)作和車用發(fā)動(dòng)機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域 [2]。 國(guó)外的汽車電子控制系統(tǒng)大大的提高了汽車的動(dòng)力

55、性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適 性，同時(shí)電子技術(shù)在汽車工業(yè)上的廣泛應(yīng)用能夠很好地解決全球范圍的汽車尾氣排 放問題和能源危機(jī)問題。因此，廣泛和深入采用電子技術(shù)，不僅是汽車制造廠本身 為了提高產(chǎn)品的性能和競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需要，同時(shí)也是得到了外國(guó)政府和社會(huì)的大力 支持。針對(duì)汽車控制系統(tǒng)的高度電子化的情況，國(guó)外汽車電控技術(shù)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn) 行汽車電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，增加了各種不同功能的控制模塊，對(duì)汽車電子單 元的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。 與為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，國(guó)外的垃救手制造嚴(yán)業(yè)起步早，研友投人大，許多 -3 - 比較大的工程車生產(chǎn)廠家紛紛研究出高效多功能的垃圾車。與普通汽車電子技術(shù)的 發(fā)

56、展一樣，垃圾車電控技術(shù)也達(dá)到比較成熟的階段，許多型號(hào)的垃圾車都同時(shí)具備 全自動(dòng)、半自動(dòng)、電手動(dòng)、純手動(dòng)等不同的操作功能。大部分的車載電氣控制系統(tǒng) 采用的是專用的可編程控制器，比較有名的廠家包括美國(guó)的通用電氣、 莫迪康公司; 日本的三菱、富士、歐姆龍、松下電工；德國(guó)的西門子公司；法國(guó)的施耐德公司等。 汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的縮影，因?yàn)閹缀跛械男畔a(chǎn)品都可 以應(yīng)用于汽車整車，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展及廣泛普及，其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。 如今在任何一輛汽車上，都不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代電子技術(shù)的痕跡，現(xiàn)代汽車上電子裝備的 價(jià)值比重也在不斷的增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從 1989到2006年，電子設(shè)備在整個(gè)汽車制造

57、 成本中所占的比例已經(jīng)由16%曾至35%國(guó)外廠商在我國(guó)汽車電子市場(chǎng)仍占據(jù)主導(dǎo) 地位，其中博世、De nso, Delphi和西門子分列市場(chǎng)占有率的前四位，市場(chǎng)占有率 為 12.2%, 10.8%, 9.2% 和 8.8%。 綜上所述，國(guó)外電子控制技術(shù)發(fā)展動(dòng)向有以下幾個(gè)方面 ： 一、 產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展，各有特點(diǎn)； 二、 在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛，通訊功能不斷加強(qiáng) ； 三、 新器件和模塊不斷推出。高檔的控制器除了主要采用 CPU以提高處理速度外， 還有帶處理器的EPRO或RAM的智能vo模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程v0模塊等專用 化模塊； 四、 編程工具多樣化，功能不斷提高，

58、編程的語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化，并且有高檔的指令 系統(tǒng)： 五、 追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化； 六、 發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)。 3. 國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)在垃圾處理時(shí)主要使用的是壓縮式垃圾車。由于敞開式、加蓋式垃 圾車的密封性能差，同時(shí)因?yàn)槭艿絿?guó)家法規(guī)的制約，它的使用成本也比較高。而集 裝箱式垃圾車裝載的利用率低，還存在很多缺陷，在市場(chǎng)上已很少見。相對(duì)于其他 型式的垃圾車容量小、壓縮性差以及容易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，壓縮式垃圾車是現(xiàn) 在國(guó)內(nèi)大多數(shù)使用的車型[3][4]。 20世紀(jì)90年代后期開始，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一些小型公司及高等院校對(duì)垃圾車車 用電控系統(tǒng)的研究，但是大部分都是在研究國(guó)外一些著名公司的成熟產(chǎn)品。

59、一方面 主要是因?yàn)槭艿诫娮悠骷狈?、軟硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足、控制策略的理解不深以及市 場(chǎng)需求等條件的限制，研發(fā)的力度不夠，研究發(fā)展的速度比較緩慢，大部分也只是 簡(jiǎn)單的停留在硬件功能的實(shí)現(xiàn)階段；另一方面是研究的方向和市場(chǎng)的定位不明確，無 法與國(guó)外的產(chǎn)品形成競(jìng)爭(zhēng)力，也就不可能實(shí)現(xiàn)一定量的產(chǎn)業(yè)化。除此之外，從技術(shù) 層面上看，完全的通過模仿來掌握國(guó)外先進(jìn)控制器的硬件或軟件還是比較困難的。 一是目前硬件的集成度在不斷提高，隨著電路向智能化方向發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電路的高度 集中，一個(gè)芯片己能完成以前多個(gè)芯片的功能。另一方面，隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā) 展和完善，國(guó)際上先進(jìn)的軟件開發(fā)難以掌握。 專家在分析我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)狀

60、況時(shí)認(rèn)為，目前我國(guó)汽車電子的總體實(shí)力較弱， 汽車電子產(chǎn)品水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比大約落后十年左右，而且科研與產(chǎn)業(yè)結(jié)合不 緊密。國(guó)內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)在企業(yè)規(guī)模、市場(chǎng)開拓，產(chǎn)品銷量，技術(shù)水平等方面，與 國(guó)外還存在較大差距，企業(yè)規(guī)模普遍較小，生產(chǎn)能力不足，形不成規(guī)模效益。另外， 各地汽車電子企業(yè)沒有形成完善的配套體系，汽車電子形不成配套能力 ⑸⑹0 所以說目前我國(guó)汽車電控技術(shù)尚處于起步階段，汽車電子技術(shù)的發(fā)展面臨雙重 壓力，一個(gè)是技術(shù)上的壓力，另外一個(gè)就是缺乏市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)工程車生產(chǎn)廠家的電子 控制單元主要是通過引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)，進(jìn)行消化吸收，這樣不但造成成本比較高， 而且在一些應(yīng)用上存在著一定的缺陷。所以發(fā)

61、展汽車電子控制技術(shù)必須立足于本土 化，其發(fā)展應(yīng)該要突出經(jīng)濟(jì)化的特征，要以產(chǎn)品的綜合經(jīng)濟(jì)性為根本點(diǎn)，主要表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面：總體系統(tǒng)盡量使用低成本的方案；生產(chǎn)上也要體現(xiàn)低成本；在嚴(yán)品的 研友過程甲體現(xiàn)低成本：使用和技術(shù)支持服務(wù)上也要體現(xiàn)低成本。 課題的來源及解決的問題 本課題來自湖南科技學(xué)院垃圾車專用可編程控制系統(tǒng)研制項(xiàng)目。項(xiàng)目要求控制 器能夠根據(jù)操作人員的按鈕操作指令，并結(jié)合行程開關(guān)等信號(hào)狀態(tài)，控制各路電磁 閥，達(dá)到控制垃圾車各運(yùn)動(dòng)臂的目的。同時(shí)，該控制器還能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)垃圾車的 液壓油溫度，避免油溫過高或過低，即該液壓油溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下要 求:能夠及時(shí)地控制加溫裝置和散熱裝

62、置的工作，使油液的溫度保持在規(guī)定的范圍之 內(nèi)。同時(shí)具備保護(hù)的功能，在油液溫度過高危及系統(tǒng)安全的情況下能夠及時(shí)報(bào)警， 保證垃圾車在工作時(shí)處于最佳的狀態(tài)。 本課題需要解決的關(guān)鍵問題如下： (1) 控制器硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)，模擬量和開關(guān)量的輸入 /輸出功能的實(shí)現(xiàn)； (2) 具有恒溫控制功能； (3) 采用有效的算法，改善溫度控制精度。 -10 - 1垃圾車控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本論文所設(shè)計(jì)的是垃圾車專用的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的目的是使得垃圾車能夠根據(jù) 操作人員的按鈕指令并結(jié)合行程開關(guān)等信號(hào)狀態(tài)控制電路電磁閥，以達(dá)到準(zhǔn)確控制 垃圾車在 工作時(shí)各運(yùn)動(dòng)臂的時(shí)序動(dòng)作，同時(shí)為保證車載液壓系統(tǒng)正常工

63、作，該控制器還 能夠?qū)崟r(shí)的自動(dòng)控制液壓油溫度，當(dāng)油溫過高或過低時(shí)，對(duì)車輛控制系統(tǒng)起到保護(hù) 作用。下面討論系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，包括系統(tǒng)的性能要求和特點(diǎn)以及硬件、軟件方 案的分析。 1.1垃圾車控制器的性能要求 根據(jù)垃圾車工作方式，本次設(shè)計(jì)的垃圾車控制系統(tǒng)的功能要求如下 ： (1) 可以人為方便地通過控制車體上的操作按鈕來完成垃圾的裝卸、壓縮收運(yùn)的 過程，包括全自動(dòng)和手動(dòng)控制兩種方式，從而有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)垃圾裝卸過程的自動(dòng)化， 提高工作效率； (2) 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液壓油的恒溫控制，具有保護(hù)車體液壓系統(tǒng)的功能得安全性要求。 如果實(shí)際測(cè)得溫度不符合設(shè)定的安全溫度，保護(hù)電路會(huì)做出報(bào)警反應(yīng)，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)

64、車體安全保護(hù)； (3) 模塊化設(shè)計(jì)，安裝拆卸方便，維修簡(jiǎn)單方便； (4) 盡量采用市場(chǎng)上的典型、通用的元器件，一旦發(fā)生損壞現(xiàn)象，可以及時(shí)買到 同樣的元件進(jìn)行替換； (5) 確保系統(tǒng)可靠性高，故障率低。 鑒于上述系統(tǒng)功能要求以及垃圾車車輛控制器應(yīng)該所具有的體積小、成本低、 功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)和盡可能達(dá)到更高精度的要求，本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)方面具有 以下幾個(gè)特點(diǎn)： 一、 控制主板采用AVR單片機(jī)作為核心芯片，無論在運(yùn)算速度，還是在內(nèi)部資 源上均可達(dá)到本系統(tǒng)的性能要求。 二、 根據(jù)車輛液壓系統(tǒng)油溫范圍的要求，本系統(tǒng)適合采用 Ptl 00鉑電阻作為溫 度傳感器，而Ptl 00鉑電阻在大溫度

65、范圍內(nèi)測(cè)溫時(shí)表現(xiàn)出的不可忽視的非線性不容 忽視，因此在溫度測(cè)量的過程中必須對(duì)鉑電阻溫度傳感器的非線性進(jìn)行優(yōu)化，從而 提高系統(tǒng)溫度測(cè)量的精確度，我們采用雙積分 A/D轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計(jì)了一種高精度的 測(cè)溫非線性校正方案。 為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件，控制量采用固態(tài)繼電器的方式輸出。整個(gè)系統(tǒng)遵循了冗余 原則以及以軟代硬的原則，并盡可能選用典型、常用、易于替換的芯片和電路，為 系統(tǒng)的開放性、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化打下良好基礎(chǔ)。系統(tǒng)擴(kuò)展和配置在滿足功能要求的 基礎(chǔ)上留有適當(dāng)裕量，以便于擴(kuò)充和修改。 1.2垃圾車控制器的總體硬件設(shè)計(jì) 目前，壓縮式垃圾車液壓及控制系統(tǒng)主要是采用專用控制器及電磁閥進(jìn)行自動(dòng) 控制。一般情況

66、下在某控制系統(tǒng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)主要采取兩種方案，即純粹的模擬 電路和以單片機(jī)為控制核心的電路兩種形式。 模擬控制電路的最大的優(yōu)點(diǎn)是快速的對(duì)系統(tǒng)做出反應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制方面 也有較大的優(yōu)點(diǎn)。但是，對(duì)于控制系統(tǒng)，它的采樣速率也不是越快越好，它還要取 決于被控系統(tǒng)的響應(yīng)的特性。在本系統(tǒng)中需要對(duì)溫度進(jìn)行采樣控制，溫度的控制是 一個(gè)相對(duì)緩慢的變化過程，我們不能很精確的對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，因此不能更好 的體現(xiàn)模擬電路的優(yōu)勢(shì)所在。另外，模擬電路的控制算法主要是通過元器件之間的 電氣關(guān)系來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一些較復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)起來比較困難。 單片機(jī)是把中央處理單元CPU隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM定時(shí)計(jì) 數(shù)器及輸入輸出接口電路等都集成在一塊集成芯片上的微型計(jì)算機(jī)。目前單片機(jī)廣 泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機(jī)器人制作等領(lǐng)域， 使產(chǎn)品的功能、精度和質(zhì)量得到大幅度的提升，而且其電路構(gòu)造簡(jiǎn)單，故障率低， 可靠性高，成本低廉。它的主要特點(diǎn)包括： 一、 品種全，型號(hào)多。大部分產(chǎn)品有較好的兼容性，保證了開發(fā)的產(chǎn)品能順利 移植，較容易地使產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)換代； 二、 性能提升，容量擴(kuò)大。