智能车本科毕业论文

本科生毕业论文题 目:我国汽车自主品牌建设研究探讨 学生姓名: 刘 爽 专 业: 汽车车身设计 班 级: 2007级 指导教师: 张天时 2011年1月 摘 要近些年来，搭乘中国车市这艘万吨巨轮，自主品牌获得了令人欣喜的成果。不少车企甚至乘胜追击，推出了面向高端的全新品牌。中国汽车人越来越清晰地认识到，汽车绝不是“四个轮子加四个沙发”那么简单，更不是“论斤卖”那么幼稚，汽车是有品牌溢价的。同样的工序，同样的技术配置，挂上不同的标志，售价有天壤之别。目前我国汽车工业正处于品牌的重新洗牌和崛起阶段,国外汽车品牌不断冲击中国汽车市场,使本来就处于弱势的汽车自主品牌在各方面都受到了极大的冲击。树立自主品牌,发展和提升自主品牌已迫在眉睫。本文从品牌文化建设的角度,以期为我国汽车工业的长期发展和打造有竞争力的中国汽车品牌提出可供借鉴的策略。关键词：自主品牌 汽车产业 品牌建设目 录摘 要 1第一章 国内汽车品牌建设发展现状 国内汽车品牌建设现状 新车型推出加快 品牌并购开始 外来品牌与国内品牌的冲突 随意降价、损害品牌 广告设计问题 4第二章我国汽车自主品牌建设的问题和重要性 中国汽车自主品牌建设的重要性 5第三章我国汽车自主品牌建设的问题及对策研究 现阶段自主品牌建设中存在的问题 政府层面 10结 束 语 16参考文献 17致 谢 18绪 论本文首先围绕着品牌战略的内涵、目标和特征进行了理论性分析，并进一步提出了品牌战略的理论研究模型品牌战略的阶段模型。从我国汽车经销企业历史发展阶段、汽车经销企业品牌战略实践中的主要问题两个方面讲述了我国汽车经销企业的品牌战略实践，并指出了我国汽车经销企业的未来发展趋势，以及实施品牌战略对汽车经销企业发展的长远意义。充分运用品牌战略阶段模型，对汽车经销企业在品牌定位、品牌塑造、品牌评价以及品牌发展四个阶段的实施策略进行了分析和研究，并且还在每一个阶段都建立了相应的策略模型。第一章 国内汽车品牌建设发展现状国内汽车品牌建设现状 经过多年的发展，我国汽车营销模式取得了长足的进步。营销模式正在向多样化方向发展，这符合当前汽车市场发展阶段的特点和汽车消费群体的不同需求，适应市场差异化、消费个性化的要求。经营、销售和服务都比较规范的特许经营专卖店，是目前汽车厂家积极推行的主要营销模式，这类规模合理、服务齐全的3S或4S店得到广泛推广。从客观上讲，我国汽车营销总体上处于产品不断更新、价格不断下降、宣传手段不断创新、渠道服务不断拓展提升的阶段。新车型推出加快1月8日，在法国巴黎的标志品牌标识发布会上，其全球总裁让，马克-盖乐，发布了全新品牌战略，并宣布2010年-2012年标致，将在全国投放14款新车型，而知其中的第一款新车---标致408将于本月25日在中国进行首发。截至2009年12月31日，东风标致旗下各个车型全年累计销售突破11万辆，同比增长44%。2010年，除了即将上市的408，还将有一款全新的SUV引入国内，这款新车极有可能就是在欧洲家喻户晓的3008。到2010年末，东风标致希望将现有经销店的数量从280家增加到340家，以实现东风标致全面飞跃的战略目标。品牌并购开始 面对激烈竞争的中国市场，外资品牌增大了在中国进行品牌整合的力度，一个以合资外方主导的品牌重组与整合全面展开。长安福特、江铃汽车的整体品牌整合，是年底报出的汽车产业重大新闻事件;而东风日产重组了郑州日产，上海通用对金杯通用的重组都已经接近尾声，上汽集团未来可能对江西五十铃和重庆重汽重组，大众也积极在中国加强领导力量，试图将南北大众整合在一起，这些都说明汽车产业己经开始进入了战略重组阶段。有专家预言，未来5年，中国汽车企业的总数量，将下降到10家左右。除了上述外资重组外，中方在整合资源基础上主导重组，和中方为了优势互补而进行的强强联合，也开始在酝酿之中。 外来品牌与国内品牌的冲突 我国大部分合资汽车企业在品牌方面奉行的都是“拿来主义”，引进车型的同时也引进品牌，汽车营销基本上都是“为他人作嫁衣”。即便如此，一些外资品牌进入中国市场之后，也开始出现水土不服的现象，如何针对中国消费者的心理和个性需求来实现品牌的本土化，是所有企业都面临的一个课题。另一方面，自主品牌由于外资品牌和自身营销不力的原因，发展缓慢。如一汽红旗轿车正逐渐被市场边缘化，只有靠马自达来延长红旗品牌的生命，而吉利、奇瑞，经历了两年的高速增长后，价格低廉的优势不再出现，丰田、通用对其知识产权的诉讼也折射出民族汽车工业在产品研发方面的劣势。 随意降价、损害品牌 近几年来，新车上市时加价销售似乎己成为一种普遍现象，尤其以广州本田生产的新雅阁(ACCORD)、飞度(FIT)和上海通用的别克凯越(EXCELLE)为甚，其他车型上市初期也是短暂炒一阵子，只是持续时间不如上述三款车长。由于炒车现象的存在，购车者多付了钱，欲购车者却多付出了等待的时间，对他们都是不公平的，长久下去，企业和经销商就会给外界一个非诚信形象。与加价相对应，一些企业也出于“赚快钱”的心理，定价策略也出现随意性的倾向，新车上市时定价偏高，一旦市场反应不佳，便马上宣布降价。如江淮瑞风(Refine)上市仅三个月，最高降价幅度达6万元，本来企业降价是想制造热点，但频频降价反过来会助长消费者持币待购的心理，对销售无益。更重要的是，每一次降价都是对己购车主的一种伤害，而准备购车的消费者也会怀疑企业的利润率到底有多少，这都会令企业的品牌形象大打折扣。广告设计问题 翻开报纸、杂志，打开电视，汽车广告扑面而来，但很少有广告给人留下深刻的印象。在广告的媒体投放策略方面，一些汽车企业的随意性更加明显。他们选择媒体的依据，不是媒体的有效发行量和媒体影响力、媒体目标受众与产品目标受众是否重叠，而是与媒体广告部门负责人(业务员)的个人关系。第二章我国汽车自主品牌建设的问题和重要性 中国汽车自主品牌建设的重要性 发展自主品牌的重要性目前从世界汽车工业发展史中国汽车工业现状来看，中国汽车工业的发展壮大离不开自主品牌，努力培育自主品牌是中国汽车工业发展壮大的必由之路，中国汽车市场正进入蓬勃发展的活跃期，同时我国为汽车工业征得的五年保护期已过近半，自主品牌的发展面临空前的机遇和挑战，中国汽车必须冲破传统的观念和束缚，以与时俱进的精神，打破种种束缚，是中国汽车走向健康发展的轨道，坚守和发展自主品牌，在开放中走自主发展之路，是中国汽车工业发展的必然选择。建立自主品牌是提升我国汽车产品自主开发能力的必然条件我国汽车产业20年来的合资政策无论在增加劳动就业，培养技术人员、输送管理经验、传播营销理念等各方面都做出了极大贡献。然而，在大量的合资中，我们不仅没有掌握国外先进技术，明显的提高我国汽车产业自主开发能力，反而丢失了原有的品牌和研发能力，中国汽车企业自主品牌汽车企业十分重视产品的价值和作用，大多数厂商仍然以广告促销、渠道建设、产品推广为主导，对于品牌的建设还未能引起足够的重视，而且广告诉求也大同小异，并不能明确的传播品牌的个性，随着国内汽车市场竞争的加剧，停留在产品层面上的价格竞争和单纯的促销手段最终导致的结果不仅是市场份额的减少和利润的下降，更为严重的是自主品牌价值的流失。自主品牌的载体，与其说是汽车产品，倒不如说是汽车的自主品牌，自主品牌解决是技术的生存权的问题，所以，自主品牌对提高自主开发能力来说是必不可少的前提，建立自主品牌是提高我国汽车自主开发能力的必要条件。据联合国工业计划署最新统计，世界名牌占全球品牌不到3％，而其产品却占了全球市场的40％以上，销售额更占据了全球50％左右，个别行业(如计算机软件)则超过了90％，这说明现代经济的竞争已经从产品竞争的时代转入了品牌竞争的时代。在国际市场上，因为产品越来越同质化了，产品之间的物理属性已经相差无几，不能很好的满足消费者的情感和精神的寄托。所以品牌不仅带来产销量的不同，更是产生巨大的经济效应。可见，在现代竞争激烈的市场中，品牌已经跨国公司作为控制资源的配置资源，抢占和控制市场的利器，简而言之，中国汽车自主品牌的发展道路，就是其于国际汽车巨头品牌的博弈过程，未来10-20年，中国能否诞生世界级的跨国汽车工业集团，能否培养出自己的全球品牌将是中国汽车工业成败的一个重要标志 第三章我国汽车自主品牌建设的问题及对策研究自主品牌汽车市场表现自主品牌面临的形势可谓严峻。从近三年的市场表现看，自主品牌一直处于领先地位的A0和A00市场的份额逐年下降，其中特别是A00级市场，自主品牌的市场份额从2008年的降到2009年的，今年上半年降至。 “国家鼓励小排量车只是一个口号，所以自主品牌现在日子相当难熬。 ”在第七届中国汽车营销首脑风暴上，全国乘用车联席会秘书长饶达的一番话让自主品牌汽车的经营者感受到了一丝寒意。饶达表示，汽车下乡政策取消以后，明年自主品牌可能是最困难的一年。目前，我国汽车企业已经开始重视品牌，许多大型汽车厂商开始进行“品牌专营”和“品牌专卖”。但是，对于品牌的真正内涵，我国大多数企业还没有真正理解，经常把品牌与企业、品牌与产品甚至品牌与市场销量简单地混为一谈。从中外企业品牌经营状况的对比可以看出，目前，我国汽车品牌经营依然存在有待解决的问题，主要表现在以下方面：自主品牌建设遇到的问题及对策分析亟待提升自主研发能力 自主品牌由名称、标识、知识产权、资本规模等几大要素组成，其中最为重要的知识产权的核心内容就是自主研发技术。自主开发是自主品牌的核心与关键，缺少核心技术和自主研发能力的自主品牌是没有生命力的。然而，我国汽车产业通过20多年来“以市场换技术”的合资发展模式并没有如愿以偿地换来核心技术与自主研发能力。据专家统计，从产品的技术性能来看，我国整体轿车水平几乎落后于发达国家10年，生产工艺水平落后20年，开发设计水平则落后30年。跨国公司在汽车整车以及发动机、变速箱等关键总成的设计开发领域，一直不愿在合资企业开展实质性的研发工作；在技术转让费、关键设备及零部件供货价格等方面，也提出了苛刻条件。虽然合资企业大部分已建立了研发中心，但这些研发机构很少开展实质性的研发活动。近年虽然开始有少部分合资企业开始了一些开发尝试，但主要是产品的局部改进，离整车开发还相当遥远。 同时，我国在研发人才的数量方面也严重不足，和发展自主品牌的需求之间存在着明显的落差，同汽车工业强国相比差距甚大，这已是各方面公认的事实。例如，在欧美发达国家，汽车行业从业人员中技术人才约占30%，我国则不足8%。据有关资料显示，我国发展自主品牌的技术人才约需10万人，目前仅2万余人，缺口达80%。这么大的缺口仅靠高校汽车专业的毕业生来填补在近期是不可能的，需要一个较长的时期才能完成研发人才的基本积累。提高品牌经营意识 我国汽车企业大多数缺乏品牌经营意识，忽视品牌的资产价值对企业持续发展的巨大作用，没有从战略的高度来打造知名汽车品牌，谋求长远发展，而是急功近利，仅仅关心汽车的产量和销量。至1997年，我国汽车企业利用外资已达14亿美元，“桑塔纳”等一些品牌的国产化率已达70%以上，但是，这些产品的品牌仍不在中方，人们看到的只是越来越多的“洋品牌”占据国内汽车市场。 同时，我国汽车企业普遍缺乏创造品牌、保护品牌、发展壮大品牌的品牌经营意识，甚至引起争端。发生在汽车界的两条“金龙”（厦门金龙和南京金龙）各持半块“金龙”商标的诉讼案例，就是品牌保护和品牌经营意识淡薄的典型例证。明确品牌定位 品牌定位是国外汽车品牌普遍具有的重要特征。它可以帮助品牌树立形象，有助于品牌传播，也体现品牌的个性。如“本田”、“丰田”的轻巧和节能：“凯迪拉克”的豪华和气派：“奔驰”的高质量和卓越的性能，以及“法拉利”的速度和个性。这些品牌的定位迎合了消费者心理需求，并形成共鸣，从而有效地增强了消费者对品牌的忠诚度。 而我国汽车业往往忽视对品牌个性化特征的塑造。品牌缺乏内涵和鲜明的特征，没有构成对某一特定消费群体产生吸引力的要素。对同一款车常常有多个不同的诉求点：想追求卓越品质，还要标榜经济实惠；想诉求豪华舒适，还要实现大众化，以至品牌形象模糊，定位混乱，让消费者难以选择。 国内的汽车制造商现在纷纷推出针对不同目标客户的子品牌和车型，细分市场这个词成了制造商最喜欢用的词汇。从表面上看，针对不同的消费者采取不同的产品策略和定位似乎符合市场规律。但事实上，在当前的市场条件下，匆匆推出众多子品牌的结果，就是在每一个细分市场上都没有达成最强势。而那些定位很接近的子品牌或者子车型更是混淆了客户的视线，使客户不能清晰地识别品牌。 比如南京菲亚特在菲亚特这个品牌下先后推出的派力奥、西耶那和周末风，这三个子品牌的定位接近，像派力奥、西耶那和周末风就是在一个平台上派生出的三款车型，目标客户的差别细微，确切地说更像是三个车型。很多客户喜欢菲亚特这个散发着意大利气息的品牌，可是当他面对派力奥、西耶那和周末风三款细分车型的时候，不知道该选择哪一款，不知道自己是属于哪个细分市场的客户群。重视品牌内涵 国内很多汽车企业在如何塑造品牌的问题上陷入误区，把品牌推广的重点放在了广告和和促销等品牌传播方式上，妄图通过媒体炒作来提高品牌的知名度，忽视了对品牌内涵的有效性传播，对维持品牌的基本元素缺乏深入研究，针对目标消费群体进行的有效营销和渠道建设工作也不完全到位，造成了品牌知名度与美誉度、忠诚度相背离的尴尬局面。 从目前的情况看，吉利汽车的品牌有一定的知名度，但美誉度偏低，品牌联想较差，品牌形象低端，几乎没有品牌忠诚度，品牌表现始终差强人意。同时，吉利在品牌传播和管理中存在不可忽视的误区：以“另类”的方式为品牌贴上低端的标签，品牌定位模糊，品牌系统紊乱，品牌DNA缺乏连续性和一致性，几乎没有品牌文化内涵等。通过政府主导扶持自主品牌 政府采购对汽车品牌的正面影响以及对私人购车的导向作用十分明显。作为政府公务用车，在很大程度上提高了品牌的知名度和企业信誉，政府公务用车的形象成为不花钱的广告，牢牢印在消费者的心里。现在，许多汽车厂商把进军政府采购市场作为提升品牌价值、扩大私车市场的战略措施，这是明智的。政府汽车采购的大幅增长，为汽车生产制造企业提升品牌价值、扩大市场份额、增大经营业绩提供了有利的时机。 政府采购本身是国家宏观经济调控的重要手段之一。在美国、英国等西方国家，政府采购会偏重于本国工业企业和自主品牌产品，并要照顾小企业和以解决妇女等弱势群体就业为主的企业。“在国外，政府公务用车开进口车，那是最没有面子的事情。因为汽车工业水平是代表国家是否强势的一个因素，只有国家强势了才是政府最大的面子。” 北京大学政府管理学院一位专家如是说。 据了解，美国是最早采用政府采购政策的国家之一，也是世界上采用政府采购对技术创新进行扶持和推动最成功的国家之一。在美国《联邦采购法》中，有专门针对技术创新成果采购方面的内容。如美国在1933年制定了《购买美国产品法》，对处于技术领域工业发展早期的产品进入市场，政府采购有效地降低其进入市场的风险。加拿大、欧盟、日本、美国的政府采购基本是由国内供应商提供的。 对于高技术产业自主知识产权的发展，不仅需要市场需求的拉动，还需要市场培育。政府采购应为培育高新技术产业发展自主知识产权发挥不可替代的作用。在这方面，我们要借鉴国外经验，使政府采购成为政府实现科技、经济与社会目标的一种公共财政支出手段。有关专家指出，在我国风险投资体系不完善、创业投资未成气候、知识产权保护较弱的现状下，为高技术企业自主知识产权发展提供产品需求市场成为解渴之源。希望政府能把相关配套资金作为采购资金，以表明政府支持的态度。政府采购可以有效起到引导作用，引导企业加大自主知识产权的研发。在自主知识产权买方市场形成后，技术需求将在一定程度上对自主创新起决定作用。 加大品牌文化培育力度 自主品牌在近些年的发展中进步明显，这在很大程度上受益于国家政策的支持。但如果没有企业自身的努力，自主品牌发展最终将被合资车企打败。目前，合资自主与独立自主两大阵营的竞争，一个俯身向下剿杀、一个奋力向上突围，已经进入了短兵相接对峙阶段。值得注意的是，虽然价格战仍旧是双方竞争的撒手锏，但品牌与技术的影响因素，正在迅速崛起。 10月初，在新华信发布的一份调查报告中显示，消费者在购车选店时首要考虑的因素中，品牌可靠位居第一，价格优惠其次，服务专业排第三。其中，产品品牌与经销商品牌的可靠性在购车过程中起至关重要的作用。 目前，在自主品牌中已宣布实现盈利的上海汽车，今年也遭遇了相当大的困难，今年1-9月份累计销量超过12万辆，较年初提出的18万辆目标相差甚远。同样来自国企背景的东风乘用车今年1-9月份累计销售2万多辆。 与更为消费者熟知的长安、奇瑞、吉利相比，上海汽车与东风乘用车都还得加大品牌传播力度。汽车作为消费产品，只能千方百计建立起自己与消费者之间的信任关系，或是重建品牌形象。如上周末在北京，长安汽车发布了全新的品牌战略，包括企业品牌标识、主流乘用车品牌标识、商用车品牌标识、以及公益品牌标识在内的四大品牌新标识。长安汽车董事长徐留平表示，全新品牌战略也是长安面向未来的企业战略蓝图确定的标志。 而建立品牌形象，除了让品牌为公众熟知，更重要的是提升服务环节的质量。今年以来，吉利汽车、长安汽车和力帆汽车都加大了网络重组和拓展的力度，市场终端的表现不错。 参考文献[1] 王刚，发展中国汽车工业自主品牌的几点思考 人民出版社[2] 张扬，中国汽车市场，浙江大学出版社.[3] 欧阳镇明，汽车专利，北京人民出版社，[4] 庄守鑫 文献来自:信息网络 2004年 第06期[5] 朱慕菊．汽车营销市场．北京：北京师范大学出版社，2002年4月[6] 钟启泉．国内外品牌建设．华东师范大学出版社，2001年8月[7] 郭竹亭 汽车车身设计 吉林科学技术出版社 1994[8] 黄天泽 黄金陵 汽车车身结构与设计 北京 机械工艺出版社 2005[9] 李春明 汽车品牌市场 北京理工大学出版社 2003[10] 陈家瑞 汽车构造 北京机械工业出版社 .[11] 郑树清.论汽车工业的特征和一般发展规律——兼谈中国汽车工业，上海经济研究[J]， 2005[12] 王长征著，《消费者行为学》，武汉大学出版社，2004年 第一版[13] 徐志强:中国轿车市场营销体系的现状分析及其对策研究[J].北京汽车，结束语这次毕业设计是对大学四年来所学的各门知识的一个综合检测，同时也是已即将毕业走上工作岗位的我们的业务能力的很好锻炼。毕业设计虽然很辛苦，但也很充实。更重要的是通过毕业设计，学到了不少的东西。我的动手能力以及独立思考的能力有了很大的提高，专业知识和以前所学的其它课程也得到了进一步的巩固。在毕业设计中，我掌握了很多专业词汇，这对我将来的学习和工作都有很大的帮助。虽然经历了三个月的辛苦，但在整个毕业论文中我尽心尽力，力求完美。但我知道我的能力有限，所掌握的知识有限，在论文中肯定还存在一些问题和不足，所以请各位老师和同学指出。收获之余略感本次论文创新不足略感遗 。 致 谢 弹指一挥，四年的大学生活即将结束，回收期间的一幕幕，依然鲜活，浮现在眼前，为感谢所有长期以来培养，帮助，支持和影响我的人.首先感谢我的指导老师张天时老师，本文再开题前，以及之后的写作过程中，得到了张天时导师的悉心指导，导师的教学和以科研工作十分繁忙，但仍能在百忙之中对本人关怀备至，对本文的选题构架，审稿和定稿工作，给与悉心的指导和帮助，堪称治学和为人的楷模.. 其次感谢我的朋友和同学，感谢他们一直以来的有力支持和鼓励. 再次感谢本论文中参阅的有关资料的作者，没有他们的研究成果，本文也是无法完成. 特别感谢我的姐姐，她做为我的坚强后盾，在背后默默地关心和支持，使我能够顺利完成学业和本论文 最后，我要感谢我的父母和家人，亲情是我不断努力和进取的动力. 祝所有关心和帮助过我的人喜乐安康.

Along with the development of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, all kinds of hi-tech also widely used in intelligent robot toy car and manufacturing field, make intelligent robot more and more diverse. Intelligent car is a variety of high-paying technology integration body, it incorporates mechanical, electronic, sensors, computer hardware, software, artificial intelligence and many other subject knowledge, can involves many of today's current areas of technology. This car design mainly by the single chip microcomputer control system module, manostat module, motor driver module, infrared inspection module and to the wireless digital module composition, system to C8051F340 microcontroller as the core, set to foreign control, use linear regulator chip to voltage stability of control for single chip microcomputer and other peripherals for the reliable power supply, using infrared to the module black and white signal detection, use L298N motor driver module to the dc speed-down motor stability control, use light coupling strength chips for electrical isolation of control, disappear

不断增加的城市空气污染 经过20年的改革开放，中国私人汽车数量迅速增加，汽车开始进入普通人的家庭生活。汽车需求的迅猛增长是推动2002年中国经济增长的重要力量。去年汽车制造商制造并销售了325万辆，比2001年增长了37%。此外，去年载客汽车的销售首次突破了100万大关，猛增56%，达到了万辆。 2001年后加入世界贸易组织（WTO），中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%，到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量，中国的汽车市场将会进一步繁荣。 随着轿车进入家庭，主要城市及近郊的交通拥挤状况会进一步加剧，从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车，而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中，汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%，而一氧化碳则占到了85%。因此，中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。 除非政府愿意牺牲这方面的经济支柱产业，限制上路汽车数量。因此，要控制汽车废气排放问题，利用电子技术来减少汽车的废气排放是解决方案之一。 排放标准 2001年底，中国政府宣布对中国三大汽车制造商降低30%的汽车消费税，前提是他们所制造的汽车得满足欧II标准。六个月后，在第三届中国亚洲清洁燃料国际会议上，政府的另一项声明进一步表明了控制汽车排放的决心。声明称，北京将从2003年1月开始对在北京销售的机动车辆实行欧II标准，并计划于2005年实施欧III标准。 要控制废气排放所面临的挑战并不仅仅是要设计一个具有清洁燃烧能力的完美发动机，还要利用合适的半导体电子器件对发动机的燃烧过程进行合理的控制。英飞凌为今天的发动机管理平台提供了所需要的单片机、传感器和功率半导体器件。 用于动力总成系统的半导体器件 为控制废气排放量，可利用半导体传感器来精确测量吸入空气的成份。利用单片机快速计算出所使用的燃料数量，然后再起动燃料喷射器。由于有正确的空气-燃料比，因此可以达到近乎完美的燃烧状态，从而使废气的排放达到最少。 汽车动力总成应用中需要多个传感器来将"真实"环境与电子部分连接起来。基于半导体的传感器专用于测量速度、位置、温度和压力。对于动力总成应用来说，最大的变化趋势是利用集成了传感器单元和信号处理部分的有源传感器来代替过去的被动式传感器。由于需要更精确地测量发动机的状态，因此这一趋势发展很快。 在通过传感器测量到发动机的状态以后，单片机就可以处理这些数据并提供合适的控制信号来控制致动器的动作。单片机是利用逻辑技术制造的，而集成度的提高使得可以将功能强大的处理器与外设集成在一起。目前的趋势是将DSP功能集成进来，从而允许实现更为复杂和精确的信号处理软件算法。这样就可用软件实现以前采用硬件实现的功能。 一旦单片机"知道"下一步该做什么，单片机就发送合适的信号到致动器。通常，致动器需要高电压或者大电流才能动作。因此，需要利用功率半导体器件来驱动致动器，如燃料喷射器或火花塞。过去几年里，功率半导体技术的发展主要集中于优化现有系统的成本和部分集成。这产生了能够集成功率输出级（DMOS或双极）、模拟电路和数字逻辑的混合集成技术（BCD）。高集成度功率器件的优势是可以支持诊断，从而可使系统具有更好的可靠性（动力总成是汽车中的关键应用）。同时，这还可使最终产品所需要的外部器件数量大大降低。 系统解决方案 目前的动力总成电子控制单元（ECU）中，电子器件部分主要是半导体器件。 半导体传感器 传感器位于动力总成系统的前端。传感器用来测量物理参数，如水温、空气压力以及发动机曲轴的转动速度。这些数据非常关键，它们为闭环控制系统提供了关键信息。除了温度传感、压力传感和霍尔传感器以外，微机械技术还带来了崭新的加速和偏向角速度传感器，同时还允许利用标准晶圆制造工艺集成信号处理电路和数字化电路。 1.温度传感器 根据扩展电阻原理，线性和稳定的半导体传感器可低成本地替代镍或铂金属膜传感器，同时还可提供比PTC热电阻技术上更优越的器件。 2.位置和速度传感器 动态差分霍尔IC可以测量曲轴或凸轮轴速度、传动速度和车轮速度。通过使用位于单个芯片上的两个霍尔单元，一个差分放大器和处理电路，可以测量到磁场差。这意味着可以将温度漂移、制造容差和外部电磁环境等破坏性环境影响降到最小。同样的信号水平，与单片机的接口要比采用旧式的有感线圈简单得多、便宜得多。 英飞凌新开发的TLE4925C特别适合曲轴应用。其集成电路（基于霍尔效应）提供了频率与转速成正比的数字信号输出。额外的自校正模块提供最优的精度。利用新的模块型封装所集成的滤波器电容器可以减少干扰。 3.进气管绝对压力/大气绝对压力传感器 在新一代传感器中，复杂的处理电路完全集成在传感器芯片上。随着表面微机械技术得以在标准BiCMOS工艺进行微机械加工，利用其技术制造的传感器称为MEMS(微电子机械系统)。利用微机械技术，可以制作出厚度仅有400 m的多晶硅薄膜。这些薄膜构成在芯片上的多个电容器和两个参考电容器。信号则源于压感区域和参考区域的差别。 由于需要利用模拟的绝对压力传感器来测量进气管绝对压力和大气绝对压力，因此标准BiCMOS技术就特别重要。这是因为需要复杂的电路来提供模拟输出信号，进行线性化和偏差补偿。一个MAP传感器测量进气管中空气的绝对压力，并为发动机管理系统提供一个重要的参数（空气体积）。另一方面，一个BAP传感器则测量环境空气压力（是汽车高度的函数），这也是发动机管理系统所需要的同样重要的一个参数（空气密度）。有了这两个参数，就可算出空气的质量，并利用算出的空气质量来决定喷入多少燃料以实现最佳的燃烧。英飞凌的BAP传感器KP120适用于柴油和汽油发动机的管理。 单片机 单片机是动力总成系统的大脑。实时运行的高度复杂的算法用来在各种情况下管理发动机及传送动作。由于系统位于发动机罩下的恶劣环境中，因此除了合适的CPU以外，单片机的整个系统架构对于系统性能来说非常重要。目前在动力总成应用中使用的CPU架构有8位、16位和32位。 8位架构主要用于非常低端的汽车产品，但在摩托车ECU中的应用前景看起来很好。英飞凌提供低成本的增强8位C500核心，以及适合在成本敏感的摩托车市场中应用的高性能外设。由于相应的软件和工具集与业界标准的80C51单片机完全兼容，因此可加快软件开发周期。 32位单片机的市场份额正越来越大。但是，大批量生产的16位产品仍然在目前的汽车中有很大的市场。英飞凌的16位C167系列旨在满足实时嵌入式控制应用的高性能要求。该系列单片机的架构针对大指令吞吐量和对外部刺激（中断）的快速响应而优化。集成的智能外设子系统可将所需要的CPU干预降低到最低的程度。这还减少了对通过外部总线接口进行通信的需要。C167系列的成功源于其CPU，以及对于动力总成应用的要求来说非常理想的外设组合。 称为C166v2内核的新一代C166内核采用了单时钟周期执行技术，因此性能提升了一倍。内置的高级乘法和累加指令（MAC）执行单元极大地提高了DSP性能。 目前功能最强大的单片机采用了32位CPU。此类CPU中的一些源于单片机架构。而象英飞凌TriCore这样的CPU则是针对实时环境中的嵌入式控制应用而设计的，因此非常适用于象动力总成这样的应用。 功率半导体器件 在动力总成应用中，需要开关驱动喷射器、氧气传感器加热器、放气阀、冷却风扇以及一些继电器等负载。在单片IC中集成多个开关可以缩小电路板尺寸，从而降低成本。目前可提供2至18通道的多通道开关器件。根据特定的应用，可驱动从50mA直到30A的电流。负载可以是欧姆负载、容性负载或感性负载。 越来越多的数字逻辑可以在功率输出级一起实现。随着BCD技术的发展，可以在器件中集成许多此前必须由专用ASIC或单片机完成的新功能。 除了这一控制功能外，目前的开关器件还集成了保护和检测功能，如短路、过载、超温、过压、负载开路、静电放电（ESD）和反向电流保护等。此外，还可通过实现在过载时断路以及限流模式等故障保护模式来进一步提高系统可靠性。多通道开关器件通常可利用标准通信接口（SPI）进行控制。诊断信息通过SPI传输回单片机。英飞凌公司还提供了一种高速点到点通信接口，可为未来时间关键的应用（如PWM电流调整）提供更大的数据带宽，并降低微控制器和功率开关器件（如超过 8通道的器件）的I/O端口数量。

数控车床智能控制系统的研究 摘要:针对目前现有数控车削加工过程中加工、测量、编程相互分离,导致生产效率低,智能化和自动化程度不高以 及对机床操作人员要求较高的现状和不足,对数控车床智能控制系统的研究进行了综述。 关键词:车床数控系统;在线测量; DSP;自动编程 0 引言 从20世纪80年代末以来,国内开始充分利用计 算机的软件资源来提高数控系统的性能。先后借助于 MS-DOS和W indows操作系统平台来开发基于个人计 算机(PC)的新一代数控系统[1]。 一般系统采用当前先进的PC+NC开放式体系结 构,选用高速DSP作为CPU来完成实时性的NC内 核任务,实现电机实时控制以及在线检测,而由PC 机来完成非实时性的任务,诸如编程模块中的图形信 息提取,通过USB串行通信实现上、下位机信息的 交互[2]。 1 数控车床智能控制系统结构 1·1 数控车床智能控制系统总体体系结构 富的资源和强大的运算能力和下位机DSP实时性强 的特点[3],整套系统功能配置合理,性价比高。系统 功能结构如图1所示。 1·2 系统工作流程 详细的系统工作流程如图2所示。 2 测量系统 通过引入测量系统,提高了数控车床的精度、生 产效率和自动化程度,同时基于测量的加工路径规划 功能使得数控车床的加工操作更加简便,使数控车床 具有了智能性。 2·1 测量的实现 测量实现的物理基础:工件为不透明物体,当有 光发射、接收元件组成的测量装置扫过其轮廓时,显 然在工件轮廓外光不被遮挡,接收元件可收到光;在 工件轮廓内光将被挡住,接收元件接收不到光,因 此,工件的轮廓位置可以由光的有无变化,进而由传 感器转化为电压的高低变化,来探测确定。如图3所 示。 2·2 测量方法 测量要完成的任务是要确定工件坐标系的原点位 置以及工件轮廓尺寸信息,并根据尺寸信息分析出刀 具参数信息,实现刀具补偿值的自动修正。 测量步骤如下: (1)数控机床启动后刀架先回机床零点,并通 过换刀命令使测量装置处于工作位置,即测量装置面 向待加工件。 (2)确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位 置。 (3)工件尺寸的测定,可以确定任何位置处工 件的轮廓尺寸信息。 (4)测量结束后,刀架返回换刀点,通过换刀 命令使刀架转位,使下一工序使用的刀具处在工作位 置处,然后进行正常切削加工即可。 3 上位机(PC)功能的设计与实现 3·1 国内外研究现状 自动编程系统一般分为对话式数控语言编程系统 和图形交互自动编程系统。国际上流传最广、影响最 深的数控编程语言是APT语言,但随着计算机图形 编程和CAM软件的发展, APT语言已逐渐被淘汰。 随着计算机技术的迅速发展,计算机图形处理能 力有了很大增强,一种新的编程技术——— “图形交 互自动编程”便应运而生。图形交互自动编程系统 以机械计算机辅助设计(CAD)软件为基础,利用 CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到 计算机上,形成零件的图形文件,然后调用数控编程 模块,采用人机交互的方式在计算机屏幕上指定被加 工的部位,再输入相应的加工参数,计算机便可进行 必要的数学处理并编制数控加工程序,同时在计算机 屏幕上显示刀具的加工轨迹。这种编程方法具有速度 快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查等优 点,现已成为目前国内外先进的CAD/CAM (计算机 辅助制造)软件所普遍采用的数控编程方法。 国外的图形自动编程系统起步较早,且发展迅 速,有些产品已经获得了较广泛的应用。如美国 AUTO-CODEMECHANICAL公司的AUTO-CODE图形 自动编程系统,德国OPEN MIND公司的hyperMILL 数控机床(加工中心)图形自动加工系统,英国 Pathtrce公司的EdgeCAM forMDT数控自动编程系统 和美国的MERRYMECHANICAL公司的SPM-81TM钣 金CAD/CAPPICAM系统等。以上系统大都采用美国 Autodesk公司的AutoCAD或MDT (Mechanical Desk- top)作为开发平台和造型工具进行开发。 国内的图形自动编程软件的开发起步较晚,但近 几年发展较快。通用系统有北京华正公司的CAXA制 造工程师系列软件191,北京清华京渝天河公司的 PCAutoCAM系统等;另外大多数为专用数控编程系 统,如北京市机电研究所的VMC-750主轴箱体自动 编程系统,重庆ONLYSOFT的线切割自动编程系统 等。 图形自动编程系统是高效的数控编程手段,是数 控系统向集成化、智能化发展的必要环节,是当今数 控编程技术发展的主要潮流之一,是CAD/CAM研究 的重要领域。国外自动编程软件价格非常昂贵,国内 许多中小企业仍然采用繁琐、复杂、效率低的手工编 程。为此,在PC机上研究并开发数控车床自动编程 系统,能够实现CAD/CAM的集成。使系统具有读取 DXF文件、自动生成NC代码、二维仿真等功 能[4-5]。建立切削参数数据库,使自动编程系统可以 得到合理优化的切削用量,实现了整个系统信息集 成。 3·2 系统的总体框架结构与工艺流程 系统框架结构如图4所示,它主要包括AutoCAD 图形生成、提取图形数据信息、工艺干预、NC代码 生成、动态校验和数控加工程序输出6个功能模块。 机,主轴电机、刀架电机以及机床操作面板和机床 上开关I/O等。此外,还有测量接口电路。考虑到系 统可控制伺服的要求,控制接口要求有D/A输出和 脉冲串输出,同时有接受正交编码器的QEPI接口。 系统通过USB接口与PC机实现通讯,通过PC的丰 富功能实现系统的自动工艺规划、自动编程以及友好 的操作界面[6]。完成系统从CAD图形———工艺规 划———刀轨规划———编程后处理———数控加工的完整 过程。 4·1 硬件结构框图(图5) 4·2 软件实现 如图6所示,系统功能模块分为串行通讯、预处 理、加减速、轨迹插补、伺服输出、刀具补偿等分功 能模块,并通过加工信息缓冲区、轨迹缓冲区、插补 缓冲区交换信息,顺序进行最终驱动电机运行。 5 结束语 通过对数控车床智能控制系统的研究进行综述, 得到以下结论: (1)采用PC+DSP运动控制卡开放式体系结构, 面向用户的上位机(PC)界面友好,功能强大[7]。 用于电机控制的下位机(NC)采用DSP,实时性强。 上下位机采用USB串行通信。系统具有开放性、可 扩展性和模块化的特点。 (2)现有的数控系统和测量系统功能是相互分 离的,而且其仅用于工件定位、尺寸测量等固定 能,没有实现和数控系统的有机结合。本文提出一种 新型基于在线测量的数控系统,可以将测量信息直接 反馈到控制系统,由其实现刀具加工路径的智能规 划,减少机床操作人员对加工过程的干预。 (3)该系统的基于在线测量的车削加工路径智能 规划及自动编程功能,将极大简化数控车床操作,减 轻数控车床操作工人的劳动强度,提高设备生产率。 (4)该控制系统方案既可用于改造传统普通车 床,也可与新一代的经济型数控车床配套使用,符合 我国当前国情,能给制造企业带来可观的经济效益, 具有十分广阔的应用前景和市场价值。 参考文献 【1】毛军红,李黎川,吴序堂·机床数控软件化结构体系 [J]·机械工程学报, 2000, 36 (7): 48-51· 【2】Tao Cheng, Jie Zhang, et al·IntelligentMachine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment [J]·The International JournalofAdvancedManufacturing Technology, 2001, 17: 221-232· 【3】J·Zuo, Y·P·Chen, et al·Building Open CNC Systems with Software IC Chips Based on Software Reuse [ J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2000, 16: 643-648· 【4】Mark·T·Hoske·New CNC Controller is‘Fully Open’ ControlEngineering, 1996, 43 (15): 69-70· 【5】R·E·Chalmer·Open-architecture CNC Continues Advan- cing [J]·Manufacturing Engineering, 2001, 126 (7): 48-52· 【6】王太勇,等·分布式智能协作体系结构构建集成化开 放结构数控系统的研究[J]·机械科学与技术, 2004 (12)· 【7】Y·Altintas·ModularCNC Design for IntelligentMachine Tools [J]·Annals of the CIRP, 1994, 43 (1)·