基于PXI和cRIO的ESP硬件在環仿真平臺的構建

　　上位機監控軟件主要分為兩個部分：仿真過程監控和查看仿真數據。仿真過程監控包括參數調用、仿真控制、參數實時監控、仿真過程中駕駛員輸入等功能，并且可以對仿真模式、換檔策略、仿真時間等進行配置，方便靈活地實現各種情況的仿真。

　　查看仿真數據部分，可以觀察對比仿真數據，仿真過程中車輛運動回放、數據保存和調用情況。仿真過程控制界面如圖3所示。

　　圖3 仿真界面

　　其中，圖3(b)中可以觀察仿真過程中70個參數的變化曲線。可以保存和調用仿真數據，可以通過點擊右下方的“仿真回放”按鍵，圖像化顯示車輛運行軌跡。 圖3(c)中，可以將記錄下的轉向角信息在仿真過程中按照實際的時間間隔輸入給系統，仿真可以得到車輛的響應情況。

　　下位機仿真軟件

　　下位機運行整車模型，采用了15自由度整車模型。這15個自由度分別為：車輛縱向、橫向、垂向的平動和轉動這6個自由度，四個車輪的轉動和垂向平動8個自由度，轉向系統的1個自由度。

　　在仿真過程中，下位機以1ms為周期通過數據采集卡采集主缸和4個輪缸的壓力信號，從而計算車輛受力，得到車輛運動狀態。并將狀態參數通過數據采集卡輸出給控制器。同時下位機將車輛運動狀態參數以10ms為周期將數據保存在下位機內存中，仿真結束后上傳到上位機。并且下位機以10ms為周期不斷檢測上位機所發出的控制信號，比如轉向信號、換檔信號、油門信號等。這種并行結構的實現，使得復雜的功能得以方便地實現。
控制器軟件

　　控制器上運行的為ESP控制算法。控制器通過接收各種傳感器的信號，判斷車輛狀態是否為危險工況，如果檢測到危險，就會輸出控制指令給執行器，通過電機和電磁閥的動作來對制動系統進行主動干預，同時通過CAN通信發指令給發動機管理系統，控制車輛驅動，從而化解危機。考慮試驗臺的兼容性，控制器部分可以采用NI cRIO作為控制器，并采用第一代ESP控制器(主控芯片為C167)，也可以采用第二代ESP控制器(主控芯片為XC164)。

　　仿真結果

　　將仿真結果與實車試驗結果相對比，兩者吻合程度很好，說明該硬件在環仿真平臺能有效地對車輛運動狀態進行仿真。該仿真平臺的搭建可以加速ESP控制算法的開發。

　　圖4為在某種參數下測試ABS功能的一組輪速數據，和實車試驗結果很類似，說明仿真平臺精度很高。

　　圖4 某種參數下測試AVS功能的一組輪速數據

　　結論

　　本文基于PXI和cRIO搭建了ESP硬件在環仿真平臺。平臺可以將控制器放在仿真回路中，方便對控制器中的算法進行測試。仿真試驗臺的搭建提高了ESP控制算法的開發速度。