自動(dòng)化技術(shù)汽車機(jī)械控制中的應(yīng)用

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摘要:隨著中國(guó)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)被越來越多地運(yùn)用于汽車制造中，其不僅可以大幅度提高工作效率，而且可以有效地提高產(chǎn)品的品質(zhì)。介紹了自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的作用以及汽車機(jī)械控制系統(tǒng)的主要組成模塊，探析了自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用前景，以期為類似研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞:自動(dòng)化技術(shù);汽車機(jī)械;控制系統(tǒng);組成模塊

自動(dòng)化技術(shù)作為一門綜合性技術(shù)，它與控制理論、系統(tǒng)工具、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制等均存在密切的聯(lián)系，其中控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其影響最大。自動(dòng)化技術(shù)與大眾日常生產(chǎn)、生活存在密切的聯(lián)系，尤其在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)方面，該技術(shù)不僅能保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，也能提升汽車機(jī)械控制系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化管理水平。因此，在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中合理運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)降低汽車能耗、提升運(yùn)行效率，促進(jìn)汽車制造業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義。本文從自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的運(yùn)行方式入手，詳細(xì)介紹了汽車機(jī)械控制系統(tǒng)的各模塊，并闡述自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及未來的發(fā)展前景，以期為汽車制造業(yè)的發(fā)展提供指導(dǎo)。

1自動(dòng)化技術(shù)與汽車機(jī)械控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)及汽車行業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)得以廣泛用于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中，并向著智能化、多功能的方向發(fā)展。汽車操控進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代后，會(huì)采用單片機(jī)技術(shù)、C語(yǔ)言開發(fā)各種軟件，滿足使用者對(duì)汽車自動(dòng)化操控要求。自動(dòng)化技術(shù)用于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中，先接收由計(jì)算機(jī)端發(fā)出的信息，經(jīng)過前置機(jī)處理后保存在服務(wù)器內(nèi)，確保存儲(chǔ)信息的完整性。隨后，通過Web服務(wù)器系統(tǒng)資源把信息傳送至局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)信息之間的交流，達(dá)到自動(dòng)化采集信息、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的［1］。

2汽車機(jī)械控制系統(tǒng)主要模塊

2．1傳感器模塊

該模塊主要功能是監(jiān)控車輛運(yùn)行情況，并自動(dòng)記錄各項(xiàng)信息，生成相應(yīng)的信息報(bào)告。依據(jù)汽車機(jī)械控制系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，利用傳感器對(duì)運(yùn)行時(shí)間點(diǎn)的信息進(jìn)行傳輸，同時(shí)也可借助不同頻分制把采集的信息傳送到存儲(chǔ)端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)的控制，確保汽車控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性［2］。

2．2電源管理模塊

電源管理是確保整個(gè)控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，系統(tǒng)各部分想要穩(wěn)定工作，必須依托充足而穩(wěn)定的電源。汽車機(jī)械控制系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，不同模塊所需的電壓、電流不同，這就要求設(shè)計(jì)者必須認(rèn)真分析各模塊的供電需求，并針對(duì)不同的需求提供相應(yīng)的供電方案。汽車控制電路中需配置5V、12V、6V等不同電壓，大部分元器件使用的是5V電壓，如單片機(jī)、測(cè)速元件等。若車載電源不穩(wěn)定，需先對(duì)車內(nèi)12V電源實(shí)施穩(wěn)壓處理，利用線性穩(wěn)壓芯片L7805將其轉(zhuǎn)為5V電壓。另外，微控制器LPC2292使用的電壓為3．3V或1．8V，需要采用穩(wěn)壓器把5V轉(zhuǎn)換為3．3V、1．8V。

2．3優(yōu)化配電設(shè)計(jì)

進(jìn)行配電設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)滿足汽車的可靠性、負(fù)荷容量的需求。同時(shí)，在配電過程中，除要規(guī)范汽車機(jī)械控制標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)保障汽車機(jī)械的靈活性、穩(wěn)定性等。配電設(shè)計(jì)要依據(jù)線路的負(fù)荷情況展開，當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)使用靜態(tài)補(bǔ)償法設(shè)計(jì)配電線路，若負(fù)荷較大，則采取動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法設(shè)計(jì)配電線路。例如:電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷較大的線路，采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償設(shè)備節(jié)能效果更好［3］。在優(yōu)化線路補(bǔ)償過程中，為減少線路中電能傳輸?shù)南牧浚柙O(shè)法減小導(dǎo)線中的阻值。導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線截面積呈反比關(guān)系，而與導(dǎo)線長(zhǎng)度、電導(dǎo)呈正比關(guān)系。電阻公式為:R=ρL/S(1)式中:ρ為導(dǎo)線的電阻率;L為導(dǎo)線的長(zhǎng)度;S為導(dǎo)線的橫截面積。由式(1)可知，挑選電阻率較小的材料，可以降低導(dǎo)線中的電阻。在進(jìn)行配電優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮多方面因素的影響，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開設(shè)計(jì)，以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

3自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展前景

3．1可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車運(yùn)行情況

自動(dòng)化技術(shù)可以監(jiān)控汽車日常運(yùn)行情況，在汽車控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，可以降低大量人力、物力，為各項(xiàng)檢測(cè)提供諸多便利。相關(guān)技術(shù)人員會(huì)依據(jù)汽車運(yùn)行試驗(yàn)情況，為汽車設(shè)計(jì)合理的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)汽車行駛過程中各系統(tǒng)情況實(shí)施監(jiān)控，及時(shí)將汽車行駛情況反饋到系統(tǒng)中。接收到各項(xiàng)反饋信息，機(jī)械控制系統(tǒng)可以將收集的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若誤差超過規(guī)定值，則系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警設(shè)施，并依據(jù)實(shí)際情況執(zhí)行應(yīng)急對(duì)策，保障汽車各系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行［4］。

3．2汽車機(jī)械控制安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

自動(dòng)化技術(shù)是一種高度集成的技術(shù)，其以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托用于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中，對(duì)汽車運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。汽車使用過程中，保障其安全是所有使用者共同的愿望，因此要求設(shè)計(jì)者在汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)建立完善的安全保障系統(tǒng)，以此提升汽車的安全程度。如果汽車機(jī)械控制系統(tǒng)在日常運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)可自動(dòng)判斷、檢測(cè)故障，并嚴(yán)格遵循預(yù)設(shè)對(duì)策進(jìn)行處理，防止產(chǎn)生不必要的損失，進(jìn)一步提升系統(tǒng)工作效率［5］。確保系統(tǒng)安全的做法是:由于系統(tǒng)對(duì)所接收數(shù)據(jù)具有較高的要求，要保證信息的真實(shí)、準(zhǔn)確，就必須采用信息技術(shù)創(chuàng)建安全保障系統(tǒng)。信息處理和編程人員在全面了解相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行編程，并通過多次試驗(yàn)調(diào)整，達(dá)到準(zhǔn)確檢測(cè)汽車系統(tǒng)的目的。例如，在汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)置多個(gè)安全控制系統(tǒng)，這樣可根據(jù)不同危險(xiǎn)情況采取相對(duì)應(yīng)的處理方法，

3．3機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在各領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。在全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的環(huán)境下，市場(chǎng)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的要求越來越高，為在市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，滿足市場(chǎng)的實(shí)際需求，必須加大機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研究，從而滿足市場(chǎng)的實(shí)際需求。因此，在未來機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過程中，也要考核中國(guó)國(guó)情及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，制定滿足我國(guó)發(fā)展實(shí)際的技術(shù)研究規(guī)劃，只有如此，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)才能推動(dòng)我國(guó)的生產(chǎn)進(jìn)步，提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量［6］。此外，為確保該技術(shù)在發(fā)展初期不走上盲目發(fā)展道路，需要相關(guān)的研究人員認(rèn)真分析當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、有待提高的能力等，再結(jié)合國(guó)外應(yīng)對(duì)這類情況的解決方法，吸取其精髓，在節(jié)約研究成本的同時(shí)提升技術(shù)及投資的效率［7］。事實(shí)上，制造業(yè)各行業(yè)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用具有一定的相似性，如自動(dòng)化裝配等，因此機(jī)械化自動(dòng)化技術(shù)研究可優(yōu)先對(duì)這類技術(shù)開展，借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展具有中國(guó)特色的技術(shù)，為其規(guī)劃一條投資少、見效快的發(fā)展道路。

4結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，自動(dòng)化技術(shù)更適合新時(shí)期汽車系統(tǒng)發(fā)展需求，這是因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)除了有利于消除成本過高的弊端，還能提高機(jī)械控制效能，為廣大民眾的財(cái)產(chǎn)和生命安全提供更多保障。但目前汽車機(jī)械控制系統(tǒng)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)并不足夠成熟，仍有有待改進(jìn)之處，相信通過技術(shù)人員的不斷探索，采用恰當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化控制模式，必將會(huì)不斷提高汽車的綜合效能［8］。

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［8］李超召，宋美娜．汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐微探［J］．通訊世界，2016，20(15):272.

作者:王亞平 張政 藺宏良 郭建明 單位:陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院 西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院