構建基于PXI電子液壓制動(dòng)系統EHB駕駛員在回路混合仿真實(shí)驗平臺

　　應用領(lǐng)域：控制與仿真

　　挑戰：研發(fā)EHB控制器的關(guān)鍵點(diǎn)在于通過(guò)大量測試實(shí)驗掌握執行元件的工作性能，在模擬環(huán)境下有效地進(jìn)行參數仿真、軟件仿真，減少實(shí)際路面測試帶來(lái)的困難，并開(kāi)發(fā)基于虛擬現實(shí)技術(shù)的混合仿真平臺，在不同虛擬環(huán)境下由駕駛員產(chǎn)生的的實(shí)際操縱動(dòng)作對EHB快速原型的控制器進(jìn)行功能驗證和逼真的產(chǎn)品性能演示?！　?/p>

 

　　應用方案：利用LabVIEW構建輪缸壓力測控系統，在大量測試試驗的基礎上選擇合適的PWM載波頻率和占空比控制EHB系統的高速開(kāi)關(guān)電磁閥，滿(mǎn)足對輪缸壓力控制的要求;通過(guò)NI PXI-8464 CAN總線(xiàn)接口卡以及NI PXI-6289數據采集卡完成硬件在環(huán)實(shí)驗中方向盤(pán)、電子油門(mén)、制動(dòng)踏板、輪缸壓力等數據采集和通訊;由NI PXI-7851R FPGA板卡完成控制器的快速原型，滿(mǎn)足嚴格的實(shí)時(shí)性需要;在Veristand軟件平臺上，聯(lián)合在DYNAware軟件中生成的實(shí)時(shí)車(chē)輛模型，大大縮短了混合仿真系統的開(kāi)發(fā)周期和應用程序開(kāi)發(fā)成本。

　　使用的產(chǎn)品：

　　LabVIEW Professional Developmet System for Windows 2009,SP1
　　LabVIEW FPGA Module 2009,SP1
　　LabVIEW Real-Time Module 2009,SP1
　　NI Veristand 2009
　　LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit 2009
　　NI PXI-1042Q 8-Slot 3U機箱
　　NI PXI-8196 2.16 GHz Intel Core 2 Duo T7400 實(shí)時(shí)控制器
　　NI PXI-7851R 可編程FPGA芯片
　　NI PXI-8464/2 CAN 總線(xiàn)接口卡
　　NI PXI-6289M高精度多功能M系列數據采集(DAQ)板卡

　　介紹：在過(guò)去的二十年里，電子設備在汽車(chē)工業(yè)得到廣泛應用，今天的汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入了電子技術(shù)的時(shí)代。隨著(zhù)人們對汽車(chē)制動(dòng)性能的要求越來(lái)越高，線(xiàn)控制動(dòng)系統(brake-by-wire)應運而生，電子液壓制動(dòng)EHB可以借鑒ESP系統的成熟經(jīng)驗，對原有的液壓系統不做大的改變，由電子系統提供柔性控制，液壓系統提供動(dòng)力，是機電液一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，受到了廣泛的關(guān)注。作為開(kāi)放的線(xiàn)控控制系統，配備了傳統ESP系統中沒(méi)有的輪缸壓力傳感器，可以實(shí)現精確的壓力控制，在高壓蓄能器的作用下滿(mǎn)足四通道獨立控制的要求，因此提升了ABS、ASR、ESP的工作性能。為了加速包括硬件和軟件在內的控制系統的開(kāi)發(fā)設計，一些成熟的仿真測試、快速原型方法和工具是必不可少的。圍繞EHB液壓系統的新型特點(diǎn)，結合先進(jìn)的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件DYNAware，在NI公司提供的一系列產(chǎn)品的幫助下通過(guò)硬件在環(huán)試驗進(jìn)行深入的控制研究，減小了時(shí)間和經(jīng)費的的開(kāi)銷(xiāo)，為今后的產(chǎn)品實(shí)現提供堅實(shí)的研究基礎。

　　正文：

　　1、 基于LabVIEW的輪缸壓力測試系統　　

 

　　受高速開(kāi)關(guān)閥電磁鐵的響應能力及閥芯運動(dòng)時(shí)間的影響，實(shí)際的閥芯響應不能完全跟隨脈寬信號的變化，脈沖調制周期和占空比對其影響很大。因此需要搭建如左圖所示的測試平臺，在不同的載波頻率下得到不同的增減壓力曲線(xiàn)。綜合考慮控制的快速性和有效的占空比調節范圍選擇合適的載波頻率。

　　數據采集卡的輸出電壓為5V電壓，通過(guò)驅動(dòng)電路放大為12V的PWM信號控制電磁閥。液壓控制單元里的輪缸壓力傳感器信號通過(guò)放大電路轉換為0～5電壓信號供數據采集卡采集。右圖為載波頻率為100HZ下的增壓特性曲線(xiàn)，當占空比小于15或大于89時(shí)由于電磁閥的死區和飽和效應電磁閥無(wú)動(dòng)作。LabVIEW幫助我們在短時(shí)間內搭建這樣的測試系統，確定PWM信號合適的載波頻率。