基于PXI和cRIO的ESP硬件在環(huán)仿真平臺的構建

　　上位機監控軟件主要分為兩個(gè)部分：仿真過(guò)程監控和查看仿真數據。仿真過(guò)程監控包括參數調用、仿真控制、參數實(shí)時(shí)監控、仿真過(guò)程中駕駛員輸入等功能，并且可以對仿真模式、換檔策略、仿真時(shí)間等進(jìn)行配置，方便靈活地實(shí)現各種情況的仿真。

　　查看仿真數據部分，可以觀(guān)察對比仿真數據，仿真過(guò)程中車(chē)輛運動(dòng)回放、數據保存和調用情況。仿真過(guò)程控制界面如圖3所示。

　　圖3 仿真界面

　　其中，圖3(b)中可以觀(guān)察仿真過(guò)程中70個(gè)參數的變化曲線(xiàn)?？梢员４婧驼{用仿真數據，可以通過(guò)點(diǎn)擊右下方的“仿真回放”按鍵，圖像化顯示車(chē)輛運行軌跡。 圖3(c)中，可以將記錄下的轉向角信息在仿真過(guò)程中按照實(shí)際的時(shí)間間隔輸入給系統，仿真可以得到車(chē)輛的響應情況。

　　下位機仿真軟件

　　下位機運行整車(chē)模型，采用了15自由度整車(chē)模型。這15個(gè)自由度分別為：車(chē)輛縱向、橫向、垂向的平動(dòng)和轉動(dòng)這6個(gè)自由度，四個(gè)車(chē)輪的轉動(dòng)和垂向平動(dòng)8個(gè)自由度，轉向系統的1個(gè)自由度。

　　在仿真過(guò)程中，下位機以1ms為周期通過(guò)數據采集卡采集主缸和4個(gè)輪缸的壓力信號，從而計算車(chē)輛受力，得到車(chē)輛運動(dòng)狀態(tài)。并將狀態(tài)參數通過(guò)數據采集卡輸出給控制器。同時(shí)下位機將車(chē)輛運動(dòng)狀態(tài)參數以10ms為周期將數據保存在下位機內存中，仿真結束后上傳到上位機。并且下位機以10ms為周期不斷檢測上位機所發(fā)出的控制信號，比如轉向信號、換檔信號、油門(mén)信號等。這種并行結構的實(shí)現，使得復雜的功能得以方便地實(shí)現。
控制器軟件

　　控制器上運行的為ESP控制算法?？刂破魍ㄟ^(guò)接收各種傳感器的信號，判斷車(chē)輛狀態(tài)是否為危險工況，如果檢測到危險，就會(huì )輸出控制指令給執行器，通過(guò)電機和電磁閥的動(dòng)作來(lái)對制動(dòng)系統進(jìn)行主動(dòng)干預，同時(shí)通過(guò)CAN通信發(fā)指令給發(fā)動(dòng)機管理系統，控制車(chē)輛驅動(dòng)，從而化解危機?？紤]試驗臺的兼容性，控制器部分可以采用NI cRIO作為控制器，并采用第一代ESP控制器(主控芯片為C167)，也可以采用第二代ESP控制器(主控芯片為XC164)。

　　仿真結果

　　將仿真結果與實(shí)車(chē)試驗結果相對比，兩者吻合程度很好，說(shuō)明該硬件在環(huán)仿真平臺能有效地對車(chē)輛運動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行仿真。該仿真平臺的搭建可以加速ESP控制算法的開(kāi)發(fā)。

　　圖4為在某種參數下測試ABS功能的一組輪速數據，和實(shí)車(chē)試驗結果很類(lèi)似，說(shuō)明仿真平臺精度很高。

　　圖4 某種參數下測試AVS功能的一組輪速數據

　　結論

　　本文基于PXI和cRIO搭建了ESP硬件在環(huán)仿真平臺。平臺可以將控制器放在仿真回路中，方便對控制器中的算法進(jìn)行測試。仿真試驗臺的搭建提高了ESP控制算法的開(kāi)發(fā)速度。