【《自主导航车辆油门控制系统的硬件和软件设计案例》6100字】

图4-6字界面的GUIDE界面效果Figure.4-6TheGUIDEinterfaceeffectofthewordinterface（3）分别设置String属性、Style属性、Tag属性，如表4-1、4-2、4-3、4-4所示；表4-1串口属性设置Table.4-1stringpropertysettingsStringStyleTag串口text-波特率text-校验位text-数据位text-停止位text-打开串口text-COM1popupmenucom300popupmenurate无校验popupmenujiaoyan6popupmenudata_bits1popupmenustop_bits表4-2发送区属性设置Table.4-2SendpropertysettingsStringStyleTag自动发送checkboxperiod_send自动发送周期text--editperiod1stext-十六进制发送checkboxhex_send手动发送pushbuttonmanual_send手动发送时间text--edittimestext-清空发送区pushbuttonclear_send接收textjieshou0textrec发送textfasong0texttrans计数清零pushbuttonclear_count-editsends表4-3接收区属性设置Table.4-3ReceiveareapropertysettingsStringStyleTag十六进制显示checkboxhex_disp停止显示togglebuttonstop_disp复制数据checkboxcopy_data清空接收区pushbuttonqingkong-editxianshi-textrec表4-4油门可视化界面属性设置Table.4-4ThrottlevisualizationinterfacepropertiessettingsStringStyleTag正转popupmenupopupmenu1初始油门开度texttext1请输入时间t的值texttext2-editedit1-editedit2Updatepushbuttonpushbutton1（4）MATLAB在创建每一个图形对象的时候，都会为该对象分配唯一的一个值，这就是图形对象的对象句柄（Handle)。在设置完属性后打开编辑器图标，给各个对象选择相应的回调函数、创建函数或打开函数对其进行相应的程序代码编辑。（5）最终“自主导航车辆油门控制系统”主界面的GUIDE界面效果和“油门可视化”子界面的GUIDE界面效果分别如图4-7、4-8所示；图4-7主界面的最终GUIDE界面效果Figure.4-7FinalGUIDEinterfaceeffectofmaininterface图4-8子界面的最终GUIDE界面效果Figure.4-8FinalGUIDEinterfaceeffectofthesubinterface2.1.3油门开度可视化的m函数基于本次设计需求，电动推杆设定条件：当推杆处于初始阶段的时候，油门开度为0；当推杆到达最右端的时候，油门开度为100%，如图4-9所示。当电动推杆处于初始状态的时候，电机正转，电动推杆向外伸出做直线运动，油门开度由0开始变化。图4-9电动推杆运动示意图Figure.4-9Motiondiagramofelectricpushrod在设计油门可视化m函数之前，需要选定一个电动推杆，基于其运行参数如表4-5所示，进行函数设计。表4-5电动推杆参数Table.4-5Electricputterparameters电压12V推杆行程400mm推杆运行速度20mm/s最大推力500N额定转速4000rpm额定功率0.02KW基于此电动推杆参数，可以知晓，若电机处于正转的状态，电动推杆处于初始状态，当时间为0s的时候，电动推杆没有伸缩运动，油门开度表现为0；当时间到达20s的时候，电动推杆从初始状态到达最右端，触发限位开关，电动推杆不能再向外伸，油门开度表现为100%，电动推杆运动时间与油门开度表现为正比例变化，正比例系数为5。当继电器控制电机正转，将电机正转的时间信号实时传输给电动推杆，即电动推杆的外伸运动时间与继电器控制电机正转的时间表现一致，函数关系可以表现为：油门开度=初始油门开度+5×电机正转的时间；当继电器控制电机反转，将电机反转的时间信号实时传输给电动推杆，即电动推杆的内缩运动时间与继电器控制电机反转的时间表现一致，函数关系可以表现为：油门开度=初始油门开度-5×电机反转的时间；这里需要注意的是，初始油门开度设定值不可以低于0，也不可以大于100%。最终的油门开度表现到0或者100%的时候，不可以再变化了，因为这个时候电动推杆会启动限位开关保护。第3章软硬件系统试验3.1试验目的检验整个系统能否实现PC机通过GUIDE界面交互实现与继电器的串口通信，实现油门开度随电机正反转的时间信号变化能够在PC机的GUIDE界面上显示出来的功能。3.2试验准备首先要检查硬件的接线是否正确，软硬件之间的USB-RS485转接口是否正确连接，尤其注意继电器控制板与电源适配器之间的接线是否掉落。在一切准备工作完成后，将电源适配器插入220V电插座，将220V的交流电压转换成12V的直流电压，观察继电器控制板的电源指示灯是否正常亮起，如图5-1所示。在GUIDE界面设置PC端的虚拟串口的端口号、波特率、检验位、数据位以及停止位，打开串口进行串口通信调试，若设置错误，会出现提示，如图5-2所示。在发送区发送指令，继电器收到指令，若发送无误，继电器控制板会回馈指令到接收区，表明指令已经执行。若调试无误后，进行正式的指令发送和油门开度图像显示。试验现场图如图5-3所示。图5-1电源指示灯正常亮起Figure.5-1Thepowersupplyindicatorlampisturnedonnormally图5-2串口不能通信Figure.5-2Serialportcannotcommunicate图5-3试验现场图Figure.5-3Testsitediagram3.3试验过程及结果本次试验将经过多次试验以验证系统设计的可靠与稳定性。（1）通过GUIDE界面实现继电器1路继电器打开，2路继电器关闭，控制电机正转,电动推杆向外伸出；图5-41路继电器成功打开Figure.5-4The1roadofrelaysuccessfullyopened图5-52路继电器成功关闭Figure.5-5The2roadofrelayclosedsuccessfully（2）设定车辆初始油门开度为0，继电器控制电机正转的时间为10s，即2路继电器处于关闭状态，1路继电器延时10s后关闭，10s后继电器控制板发出“叮”的声音，表明1、2路继电器都处于关闭状态；图5-61路继电器延时10s后成功关闭Figure.5-6The1roadofrelayshutdownafter10sdelay图5-7电机正转10s的油门开度Figure.5-7Motorthrottleopening10sforward可以知晓，此时车辆油门开度已经变为50%，控制电机反转10s，电动推杆向内缩。图5-82路继电器延时10s后成功关闭Figure.5-8The2roadofrelaydelayed10sandclosedsuccessfully图5-9电机反转10s的油门开度Figure.5-9Motorreverse10sthrottleopening设定车辆初始油门开度为0，继电器控制电机正转的时间为20s；图5-101路继电器延时20s后成功关闭Figure.5-10The1roadofrelayshutdownafter20sdelay图5-11电机正转20s的油门开度Figure.5-11Motorthrottleopening20sforward此时车辆初始油门开度达到100%，让继电器控制板控制电机反转20s。图5-122路继电器延时20s后成功关闭Figure.5-12The2roadofrelaydelayed20sandclosedsuccessfully图5-13电机反转20s的油门开度Figure.5-13Motorreverse20sthrottleopening（4）设定车辆初始油门开度为10%，继电器控制电机正转20s后反转20s。图5-14电机正转20s的油门开度Figure.5-14Motorthrottleopening20sforward图5-15电机反转20s的油门开度Figure.5-15Motorreverse20sthrottleopening（5）设定车辆初始油门开度为0，继电器控制电机正转30s；图5-161路继电器延时30s后成功关闭Figure.5-16The1roadofrelayshutdownafter30sdelay图5-17电机正转30s的油门开度Figure.5-17Motorthrottleopening30sforward此时车辆油门开度为100%，若设置控制电机反转30s；图5-182路继电器延时30s后成功关闭Figure.5-18The2roadofrelayshutdownafter30sdelay图5-19电机反转30s的油门开度Figure.5-19Motorreverse30sthrottleopening当油门开度为100%，若设置电机反转时间为10s。图5-20电机反转10s的油门开度Figure.5-20Motorreverse10sthrottleopening3.4试验结论本次试验采用控制变量的对照试验，第一组对照试验是油门开度为0的情况下，不同的电机运行时间，观察油门开度的变化；第二组对照试验是电机正转运行时间一致的情况下，观察不同初始油门开度下的油门开度变化；第三组对照试验是油门开度不为0且一致的情况下，观察电机反转时间不同的时候油门开度的变化。表5-1试验结果总结Table.5-1Thesummaryoftestresults初始油门开度电机正转时间正转后油门开度油门开度达到100%的时间点电机反转时间反转后油门开度油门开度为0的时间点010s50%-10s010s020s100%20s20s020s1020s100%18s20s020s030s100%20s30s020s030s100%20s10s50%-经过多次试验表明了系统设计的可行性与