TMS320F2812在車輛四輪轉向控制系統中的應用

　　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、輪速信號并經過CPU運算輸出電機的驅動電壓，實現后輪自動轉向。本文用C語言編制程序來實現設計的控制算法，并在仿真器連接的情況下，在CCS(Code Compose Studio)環境下完成硬件在環仿真調試。CCS2000是TI公司針對TMS320C2000系列DSP提供了一套基于Windows的DSP集成開發環境，也是目前最優秀的DSP開發軟件。在CCS環境下，可進行程序開發、調試、編譯、鏈接，支持匯編及C/C++進行軟件開發，強大的調試工具如斷點、探針、剖析及圖形顯示等，并最終可以進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性正比例關系，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。此板單通道采樣時間200nS，輸入信號范圍可通過跳線選擇-5～+5V,0～10V,0～20V，默認－5～＋5V。由于前輪轉角范圍有限，故跳線選擇0～10V，采樣頻率設為96HZ。部分程序設計過程如下:

　　4.2 后輪轉角信號采集

　　后輪轉角信號由高精度的增量式光電編碼器獲得。它將蝸桿轉動的角度根據轉動的方向變為相應的增、減計數脈沖，每轉一圈產生2048個脈沖，輸出量為一時鐘信號和一方向信號。本文采用DICH0(CAP2)引腳捕捉時鐘信號，輸入引腳DICH19(GPIOF12)取得方向信號。帶光藕的開關量輸入電路設計如圖4，捕獲單元電路DSP芯片內部集成。

圖4 輸入電路框圖

　　部分程序設計過程如下:

　　4.3 算法設計與D/A輸出

　　算法的基本思路是:4WS啟動時，輸入一前輪轉角，通過橫擺率反饋，將其與速度相關的理想橫擺率穩態響應增益G0進行比較，然后經控制器G1控制后輪轉角，實現四輪轉向，輸出質心側偏角、橫擺率、側向加速度用于監測，控制框圖如圖5所示。電機的驅動電壓由DSP的比較寄存器產生PWM信號，在通過D/A 轉換電路輸出。本文采用定時器4產生PWM,由DA4引腳輸出，一級放大的D/A轉換電路如圖6所示。

圖5 控制框圖

圖6 D/A轉換電路

　　部分程序設計過程如下: