面向方程式赛车的高性能电子设备

现场监测
实时监测数据的能力高低对于能否在产生严重后果之前就发现问题非常重要。在测试过程中，该团队可以在不停止车辆的情况下检查引擎是否处于恒定的温度。当团队能够做好在车辆仍在行驶过程中改变悬挂的准备，测试会话会更加富有成效，这意味着驾驶人员可以获得更多掌控方面的实践。

给驾驶人员提供即时反馈也是一种改进其驾驶风格的有效方式。一名优秀的赛车手必须始终掌控其车辆，恰好在牵引力的极限之内。通过在驾驶过程中观察油门位置、刹车压力和方向盘角度数据，一名驾驶人员获知其技术中需要改进的方面。

车辆动力学
利用线性和选择电位计，可以以可量化的方式观测车辆的重量转移特性。通过测量悬挂与转向角度，我们可以观测到车辆在拐弯处如何倾斜。然后，可以调节减震器以最大限度减少滑行和增加抓地力。

在驾驶一辆赛车时，观察四只车轮的状况至关重要。我们利用一个安装于右上方的霍尔传感器测量每只车轮的速率。当车轮转动时，这些传感器被置于制动盘后面的一个专门设计的齿轮盘触发。它们提供了一个与晶体管-晶体管逻辑（TTL）兼容的开关输出。利用NI 9411数字输入模块和LabVIEW中的一个高优先级的定时循环，我们可以确保以足够高的采样率对传感器信号进行采样。该车轮速率数据以及来自方向盘角度传感器的预期方向数据，被用于了解和验证限滑差速器、牵引力控制和起跑控制的工作。引擎控制单元（ECU）提供了对于后两项的越限的调整控制。通过测量在拐弯处或偏离起跑线时的车轮速率，我们可以找到最佳设置。

我们利用NI 9237桥模块读取置于悬挂臂和底盘管上的应变计读数。虽然对于已建造的车辆上的这一数据，我们所能做的工作是微乎其微，但在设计未来车辆时，这一数据将非常有用。例如，如果部件所承受的压力低于最初的预测，可以重新设计部件以减轻重量。

NI 9233模块具有四路同时采样的24-位输入，以支持与加速度计的简单的2-线连接。可以量化横向加速度，并将其与不同车轮外倾角和轮胎压力的组合相比较。在获得这些正确方式后，我们的汽车可以以更高的速率高速通过更紧急的弯角。

总结
NI软硬件支持我们开放试验和快速纳用，这对于汽车的开发非常重要。该方程式学生团队每年完成一辆新款赛车（这与任一支专业赛车团队非常相似），因此，“变幻莫测”的能力非常关键。绝大多数现成可用的汽车数据记录器并没有提供CompactRIO的广泛的连接性，尤其是对于类似应变计的无源传感器。预计2009年7月完成的MAN09赛车是我们的第一款载有CompactRIO的车辆。该首批数据将加深我们对汽车设计的认知。

CompactRIO业已被重点用于未来的控制器以及录入装置。其基于FPGA的操作将非常适合主动制导悬架系统、防抱死制动和混合驾驶培训管理等应用。