構(gòu)建基于PXI電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)EHB駕駛員在回路混合仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

　　應(yīng)用領(lǐng)域：控制與仿真

　　挑戰(zhàn)：研發(fā)EHB控制器的關(guān)鍵點(diǎn)在于通過大量測試實(shí)驗(yàn)掌握?qǐng)?zhí)行元件的工作性能，在模擬環(huán)境下有效地進(jìn)行參數(shù)仿真、軟件仿真，減少實(shí)際路面測試帶來的困難，并開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的混合仿真平臺(tái)，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(duì)EHB快速原型的控制器進(jìn)行功能驗(yàn)證和逼真的產(chǎn)品性能演示。　　

 

　　應(yīng)用方案：利用LabVIEW構(gòu)建輪缸壓力測控系統(tǒng)，在大量測試試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇合適的PWM載波頻率和占空比控制EHB系統(tǒng)的高速開關(guān)電磁閥，滿足對(duì)輪缸壓力控制的要求;通過NI PXI-8464 CAN總線接口卡以及NI PXI-6289數(shù)據(jù)采集卡完成硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)中方向盤、電子油門、制動(dòng)踏板、輪缸壓力等數(shù)據(jù)采集和通訊;由NI PXI-7851R FPGA板卡完成控制器的快速原型，滿足嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性需要;在Veristand軟件平臺(tái)上，聯(lián)合在DYNAware軟件中生成的實(shí)時(shí)車輛模型，大大縮短了混合仿真系統(tǒng)的開發(fā)周期和應(yīng)用程序開發(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(jī)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 總線接口卡
　　NI PXI-6289M高精度多功能M系列數(shù)據(jù)采集(DAQ)板卡

　　介紹：在過去的二十年里，電子設(shè)備在汽車工業(yè)得到廣泛應(yīng)用，今天的汽車已經(jīng)進(jìn)入了電子技術(shù)的時(shí)代。隨著人們對(duì)汽車制動(dòng)性能的要求越來越高，線控制動(dòng)系統(tǒng)(brake-by-wire)應(yīng)運(yùn)而生，電子液壓制動(dòng)EHB可以借鑒ESP系統(tǒng)的成熟經(jīng)驗(yàn)，對(duì)原有的液壓系統(tǒng)不做大的改變，由電子系統(tǒng)提供柔性控制，液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，是機(jī)電液一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，受到了廣泛的關(guān)注。作為開放的線控控制系統(tǒng)，配備了傳統(tǒng)ESP系統(tǒng)中沒有的輪缸壓力傳感器，可以實(shí)現(xiàn)精確的壓力控制，在高壓蓄能器的作用下滿足四通道獨(dú)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(nèi)的控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)，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(tǒng)的新型特點(diǎn)，結(jié)合先進(jìn)的車輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件DYNAware，在NI公司提供的一系列產(chǎn)品的幫助下通過硬件在環(huán)試驗(yàn)進(jìn)行深入的控制研究，減小了時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的的開銷，為今后的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。

　　正文：

　　1、 基于LabVIEW的輪缸壓力測試系統(tǒng)　　

 

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

　　數(shù)據(jù)采集卡的輸出電壓為5V電壓，通過驅(qū)動(dòng)電路放大為12V的PWM信號(hào)控制電磁閥。液壓控制單元里的輪缸壓力傳感器信號(hào)通過放大電路轉(zhuǎn)換為0～5電壓信號(hào)供數(shù)據(jù)采集卡采集。右圖為載波頻率為100HZ下的增壓特性曲線，當(dāng)占空比小于15或大于89時(shí)由于電磁閥的死區(qū)和飽和效應(yīng)電磁閥無動(dòng)作。LabVIEW幫助我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)搭建這樣的測試系統(tǒng)，確定PWM信號(hào)合適的載波頻率。