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
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VeriStand與DYNAanimation的連接
上面的循環(huán)通過(guò)Workspace VI啟動(dòng)VeriStand，獲取通道數據包括Simulation Time、Animation Data、Display Data。下方的循環(huán)利用ActiveX控件將動(dòng)畫(huà)和顯示數據傳送給DYNAanimation。
通過(guò)ActiveX方法控制DYNAanimation
DYNAanimation將實(shí)時(shí)仿真結果在虛擬現實(shí)的環(huán)境中直接現實(shí)出來(lái)。其中，Animation Data數組中每十二個(gè)元素代表一個(gè)運動(dòng)物體（如車(chē)身、輪胎）相對于大地坐標系的位置參數。Display Data用于界面的數據顯示，比如車(chē)速表、轉速表等。
FPGA I/O示意圖
液壓控制單元在改裝博世ESP的基礎上得到，四個(gè)輪缸各由兩個(gè)高速開(kāi)關(guān)閥控制，一個(gè)控制從高壓蓄能器增壓，一個(gè)控制向低壓蓄能器減壓，需8路PWM信號。2路PWM輸出負責對泵電機的控制。VeriStand中默認的PXI-7851R的通道資源擁有8路PWM輸出，而這里需要10路PWM輸出。通過(guò)自定義FPGA VI，修改VeriStand配置文件夾中7851R的fpgaconfig文件，新增2路數字輸入輸出接口為PWM輸出，滿(mǎn)足應用的需要?？梢?jiàn)基于VeriStand的自定義FPGA I/O功能使混合仿真平臺具有靈活方便的擴展性能。
5、仿真平臺的功能演示
5.1、駕駛員在環(huán)麋鹿測試
在DYNAanimation環(huán)境下建立三維圖像文件，包括道路、標識線(xiàn)、車(chē)身模型、輪胎、路障等，進(jìn)行駕駛員在環(huán)的“麋鹿”測試。在車(chē)速為80km/h時(shí)對比打開(kāi)穩定性控制與關(guān)閉穩定性控制車(chē)輛的操縱響應。在實(shí)時(shí)仿真結束，保存錄像并進(jìn)行對比。在打開(kāi)穩定性控制時(shí)，駕駛員可以平穩地實(shí)現車(chē)輛的變線(xiàn)，車(chē)輛的運動(dòng)軌跡符合駕駛員的預期，如左下圖所示。當關(guān)閉穩定性控制時(shí)，車(chē)輛失控跑出跑道?；赩eriStand構建的駕駛員在環(huán)測試平臺可以實(shí)現逼真的產(chǎn)品演示。
開(kāi)啟穩定性控制
關(guān)閉穩定性控制
5.2、利用激勵進(jìn)行正弦延遲測試
正弦延遲測試是美國國家高速安全局（NHTSA）規定的126號法規，用于檢測車(chē)輛的側向穩定性能。不同于麋鹿測試，現實(shí)實(shí)驗中需要通過(guò)轉向機器人完成。VeriStand的配置實(shí)時(shí)激勵功能很好地幫助我們完成該項測試。試驗在干燥、平直附著(zhù)系數為0.9的道路上進(jìn)行，方向盤(pán)轉角進(jìn)行后半周期帶有延遲的正弦輸入，頻率為0.7HZ，第二次波峰出現后有400ms的延遲。方向盤(pán)轉角及實(shí)驗流程如下圖，其中A為80km/h下車(chē)輛側向加速度達到0.3g時(shí)方向盤(pán)的轉角。
正弦延時(shí)輸入
試驗流程
通過(guò)實(shí)時(shí)激勵功能里的正弦函數、延時(shí)函數編制激勵文件，通過(guò)記錄功能保存橫擺角速度的變化曲線(xiàn)。VeriStand大大降低了編程的復雜性，減少測試系統的開(kāi)發(fā)時(shí)間。
6、總結
利用VeriStand我們在短時(shí)間內搭建起一個(gè)功能豐富的混合仿真平臺，使我們有更多的精力投入到控制策略的研究上來(lái)；VeriStand Engine將實(shí)時(shí)測試系統的任務(wù)和功能在內部進(jìn)行實(shí)施與優(yōu)化，幫助實(shí)時(shí)測試系統以更快的速度運行，大大降低了應用程序開(kāi)發(fā)和維護成本；基于FPGA的自定義I/O設置提高了系統硬件的可擴展性，通過(guò)FPGA虛擬傳感器可擴展為基于單片機控制器的硬件在環(huán)測試平臺；總之，NI公司一系列軟件和硬件產(chǎn)品幫助我們靈活、高效、直觀(guān)地實(shí)現EHB混合仿真測試平臺，為產(chǎn)品的研制奠定了堅實(shí)的基礎。
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