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

　　應用領域：控制與仿真

　　挑戰(zhàn)：研發(fā)EHB控制器的關鍵點在于通過大量測試實驗掌握執(zhí)行元件的工作性能，在模擬環(huán)境下有效地進行參數(shù)仿真、軟件仿真，減少實際路面測試帶來的困難，并開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實技術的混合仿真平臺，在不同虛擬環(huán)境下由駕駛員產生的的實際操縱動作對EHB快速原型的控制器進行功能驗證和逼真的產品性能演示。　　

 

　　應用方案：利用LabVIEW構建輪缸壓力測控系統(tǒng)，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(tǒng)的高速開關電磁閥，滿足對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)實驗中方向盤、電子油門、制動踏板、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，滿足嚴格的實時性需要;在Veristand軟件平臺上，聯(lián)合在DYNAware軟件中生成的實時車輛模型，大大縮短了混合仿真系統(tǒng)的開發(fā)周期和應用程序開發(fā)成本。

　　使用的產品：

　　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 實時控制器
　　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，電子設備在汽車工業(yè)得到廣泛應用，今天的汽車已經進入了電子技術的時代。隨著人們對汽車制動性能的要求越來越高，線控制動系統(tǒng)(brake-by-wire)應運而生，電子液壓制動EHB可以借鑒ESP系統(tǒng)的成熟經驗，對原有的液壓系統(tǒng)不做大的改變，由電子系統(tǒng)提供柔性控制，液壓系統(tǒng)提供動力，是機電液一體化的高新技術產品，受到了廣泛的關注。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(tǒng)的開發(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(tǒng)的新型特點，結合先進的車輛動力學仿真軟件DYNAware，在NI公司提供的一系列產品的幫助下通過硬件在環(huán)試驗進行深入的控制研究，減小了時間和經費的的開銷，為今后的產品實現(xiàn)提供堅實的研究基礎。

　　正文：

　　1、 基于LabVIEW的輪缸壓力測試系統(tǒng)　　

 

　　受高速開關閥電磁鐵的響應能力及閥芯運動時間的影響，實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。綜合考慮控制的快速性和有效的占空比調節(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，通過驅動電路放大為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放大電路轉換為0～5電壓信號供數(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，當占空比小于15或大于89時由于電磁閥的死區(qū)和飽和效應電磁閥無動作。LabVIEW幫助我們在短時間內搭建這樣的測試系統(tǒng)，確定PWM信號合適的載波頻率。