TMS320F2812型DSP在車(chē)輛四輪轉向控制系統中的應用
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四輪轉向(Four-Wheel Steering，簡(jiǎn)稱(chēng)4WS) 系統是指車(chē)輛在轉向過(guò)程中，前后兩組四個(gè)車(chē)輪都能夠根據需要起轉向作用，能有效改善車(chē)輛的機動(dòng)靈活性和操縱穩定性，正在得到不斷發(fā)展和應用。4WS汽車(chē)在低速轉彎時(shí)，前后車(chē)輪逆相位轉向，可以減小車(chē)輛的轉彎半徑;在高速轉彎時(shí)，前后輪主要作同相位轉向，能夠減少車(chē)輛質(zhì)心側偏角β，降低車(chē)輛橫擺率的穩態(tài)超調量等，進(jìn)一步提高車(chē)輛操縱穩定性。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197880.htm
本文搭建的四輪轉向平臺是由一個(gè)帶有渦輪蝸桿減速機構的直流伺服電機,電磁離合器和普通的前輪轉向機構組成。其中電機電源為DC12V,減速比設定10: 1(可調),電磁離合器電源:DC48V，實(shí)驗平臺如圖2所示?？刂撇呗圆捎们梆伜头答佅嘟Y合的直接橫擺率閉環(huán)控制，其中由絕對式角位移傳感器采集前輪轉角信號;后輪轉角由精度較高的增量式光電編碼器得到;車(chē)速由五輪儀獲得;后輪轉向由直流伺服電機經(jīng)過(guò)電磁離合器連接機械轉向機構實(shí)現;ECU硬件電子系統核心由TMS320F2812構成，結構框圖如圖3所示:
圖2 實(shí)驗平臺
圖3 結構框圖
4 控制系統硬件設計與仿真
根據上文設計的控制策略，ECU單元要采集前輪轉角信號、后輪轉角信號、輪速信號并經(jīng)過(guò)CPU運算輸出電機的驅動(dòng)電壓，實(shí)現后輪自動(dòng)轉向。本文用C語(yǔ)言編制程序來(lái)實(shí)現設計的控制算法，并在仿真器連接的情況下，在CCS(Code Compose Studio)環(huán)境下完成硬件在環(huán)仿真調試。CCS2000是TI公司針對TMS320C2000系列DSP提供了一套基于Windows的DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，也是目前最優(yōu)秀的DSP開(kāi)發(fā)軟件。在CCS環(huán)境下，可進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)、調試、編譯、鏈接，支持匯編及C/C++進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，強大的調試工具如斷點(diǎn)、探針、剖析及圖形顯示等，并最終可以進(jìn)行輸出目標文件的燒錄。
4.1 前輪轉角信號采集
前輪轉角由絕對式角位移傳感器得到，輸出電壓與前輪轉角成線(xiàn)性正比例關(guān)系，范圍0~12V。本文采用CS4U9806板的ADCHA0引腳采集，采樣外圍電路DSP芯片內部集成。此板單通道采樣時(shí)間200nS，輸入信號范圍可通過(guò)跳線(xiàn)選擇-5～+5V,0～10V,0～20V，默認－5～＋5V。由于前輪轉角范圍有限，故跳線(xiàn)選擇0～10V，采樣頻率設為96HZ。部分程序設計過(guò)程如下:
AdcRegs.ADCMAXCONV.all=0x0002;
// 設置最大轉換通道寄存器為2; AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x0;
// 設置ADCHAO通道連續采樣3次;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x0;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV02 = 0x0;
EvaRegs.T2CMPR=0x0080;
// 設置定時(shí)器2的比較寄存器;
EvaRegs.T2PR=0xFFFF;
// 設置定時(shí)器2的周期寄存器;
EvaRegs.GPTCONA.bit.T2TOADC=3;
// 使能比較中斷來(lái)啟動(dòng)采樣模塊;
EvaRegs.T2CON.all=0x1442;
// 使能比較單元，采樣頻率為96HZ;
interrupt void adc_isr(void)
// 采樣中斷服務(wù)子程序;
{ voltf0 = AdcRegs.ADCRESULT0/16;
// 對三次連續采樣求均值，提高精度;
voltf1=AdcRegs.ADCRESULT1/16;
voltf2=AdcRegs.ADCRESULT2/16;
averagef=(voltf0+voltf1+voltf2)/3.0;
deltaf=(averagef-2970.0)*3.2133/(4096-2970.0); } //計算前輪轉角，取弧度;
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