面向方程式賽車的高性能電子設備

現場監測
實時監測數據的能力高低對于能否在產生嚴重后果之前就發現問題非常重要。在測試過程中，該團隊可以在不停止車輛的情況下檢查引擎是否處于恒定的溫度。當團隊能夠做好在車輛仍在行駛過程中改變懸掛的準備，測試會話會更加富有成效，這意味著駕駛人員可以獲得更多掌控方面的實踐。

給駕駛人員提供即時反饋也是一種改進其駕駛風格的有效方式。一名優秀的賽車手必須始終掌控其車輛，恰好在牽引力的極限之內。通過在駕駛過程中觀察油門位置、剎車壓力和方向盤角度數據，一名駕駛人員獲知其技術中需要改進的方面。

車輛動力學
利用線性和選擇電位計，可以以可量化的方式觀測車輛的重量轉移特性。通過測量懸掛與轉向角度，我們可以觀測到車輛在拐彎處如何傾斜。然后，可以調節減震器以最大限度減少滑行和增加抓地力。

在駕駛一輛賽車時，觀察四只車輪的狀況至關重要。我們利用一個安裝于右上方的霍爾傳感器測量每只車輪的速率。當車輪轉動時，這些傳感器被置于制動盤后面的一個專門設計的齒輪盤觸發。它們提供了一個與晶體管-晶體管邏輯（TTL）兼容的開關輸出。利用NI 9411數字輸入模塊和LabVIEW中的一個高優先級的定時循環，我們可以確保以足夠高的采樣率對傳感器信號進行采樣。該車輪速率數據以及來自方向盤角度傳感器的預期方向數據，被用于了解和驗證限滑差速器、牽引力控制和起跑控制的工作。引擎控制單元（ECU）提供了對于后兩項的越限的調整控制。通過測量在拐彎處或偏離起跑線時的車輪速率，我們可以找到最佳設置。

我們利用NI 9237橋模塊讀取置于懸掛臂和底盤管上的應變計讀數。雖然對于已建造的車輛上的這一數據，我們所能做的工作是微乎其微，但在設計未來車輛時，這一數據將非常有用。例如，如果部件所承受的壓力低于最初的預測，可以重新設計部件以減輕重量。

NI 9233模塊具有四路同時采樣的24-位輸入，以支持與加速度計的簡單的2-線連接。可以量化橫向加速度，并將其與不同車輪外傾角和輪胎壓力的組合相比較。在獲得這些正確方式后，我們的汽車可以以更高的速率高速通過更緊急的彎角。

總結
NI軟硬件支持我們開放試驗和快速納用，這對于汽車的開發非常重要。該方程式學生團隊每年完成一輛新款賽車（這與任一支專業賽車團隊非常相似），因此，“變幻莫測”的能力非常關鍵。絕大多數現成可用的汽車數據記錄器并沒有提供CompactRIO的廣泛的連接性，尤其是對于類似應變計的無源傳感器。預計2009年7月完成的MAN09賽車是我們的第一款載有CompactRIO的車輛。該首批數據將加深我們對汽車設計的認知。

CompactRIO業已被重點用于未來的控制器以及錄入裝置。其基于FPGA的操作將非常適合主動制導懸架系統、防抱死制動和混合駕駛培訓管理等應用。