基于聲表面波的輪胎壓力監(jiān)測研究.pdf

1、輪胎壓力測量是保證汽車安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素之一，輪胎性能好壞直接影響到汽車的性能，保持正常的輪胎氣壓可以提高汽車行駛安全性、改善操縱性能；同時(shí)有利于延長輪胎使用壽命，降低汽車使用成本。但由于輪胎是在旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動中，給測量帶來了很大的挑戰(zhàn)，既要保證測量的精確性和實(shí)時(shí)性，又要推測出它的變化趨勢，為下一步的預(yù)測控制做好準(zhǔn)備，所以必須要求有很高測量精度和響應(yīng)速度。 本文就是通過對國內(nèi)外的輪胎氣壓實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)(TirePressureMo

2、nitoringSystem，以下簡稱TPMS)的研究，提出一種新型的無源無線輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，來解決目前現(xiàn)有系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分辨率低、電池壽命有限、成本高等問題。 聲表面波傳感器具有無源無線傳感的優(yōu)勢，可用于對旋轉(zhuǎn)物體，快速移動等非接觸測量。本文研究的是基于聲表面波原理的無源無線輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)高分辨率、小體積、無電池的簡化結(jié)構(gòu)。 文章詳細(xì)介紹了無源無線輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)中的聲表面波傳感器工作原理、回波信

3、號組成、數(shù)字信號處理和軟件開發(fā)方法；并討論了輪胎壓力報(bào)警模型的建立方法，得到更加接近實(shí)際的壓力模型；同時(shí)還給出了新的系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計(jì)方案，最后構(gòu)造傳感器仿真實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行仿真。主要包括以下內(nèi)容： (1)無源無線聲表面波傳感器系統(tǒng)的構(gòu)成。分別介紹了延遲型和諧振型傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并分析了諧振型壓力測量系統(tǒng)的構(gòu)成和工程方法。 (2)系統(tǒng)激勵(lì)信號研究。通過分析聲表面波諧振器對不同激勵(lì)信號的響應(yīng)，本文選用正弦脈沖串作為激勵(lì)

4、信號，來提高系統(tǒng)工作效率和傳感距離。 (3)建立輪胎壓力報(bào)警模型。通過對輪胎爆炸的機(jī)理分析，得出溫度、負(fù)載對輪胎的影響，得到更加貼近實(shí)際的輪胎壓力模型，給出輪胎報(bào)警的狀態(tài)。 (4)系統(tǒng)主機(jī)的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)激勵(lì)信號和系統(tǒng)電磁兼容的設(shè)計(jì)。分別選用了MSP430F系列的16位微控制器來進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、激勵(lì)信號發(fā)送、激勵(lì)信號接收、動態(tài)顯示、異常報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲等功能。 (5)顯示和鍵盤模塊的設(shè)計(jì)。使用液晶顯示器(LCD