TMS320F2812型DSP在車輛四輪轉向控制系統中的應用
加入技術交流群
四輪轉向(Four-Wheel Steering，簡稱4WS) 系統是指車輛在轉向過程中，前后兩組四個車輪都能夠根據需要起轉向作用，能有效改善車輛的機動靈活性和操縱穩定性，正在得到不斷發展和應用。4WS汽車在低速轉彎時，前后車輪逆相位轉向，可以減小車輛的轉彎半徑;在高速轉彎時，前后輪主要作同相位轉向，能夠減少車輛質心側偏角β，降低車輛橫擺率的穩態超調量等，進一步提高車輛操縱穩定性。本文引用地址：http://www.104case.com/article/197880.htm
本文搭建的四輪轉向平臺是由一個帶有渦輪蝸桿減速機構的直流伺服電機,電磁離合器和普通的前輪轉向機構組成。其中電機電源為DC12V,減速比設定10: 1(可調),電磁離合器電源:DC48V，實驗平臺如圖2所示。控制策略采用前饋和反饋相結合的直接橫擺率閉環控制，其中由絕對式角位移傳感器采集前輪轉角信號;后輪轉角由精度較高的增量式光電編碼器得到;車速由五輪儀獲得;后輪轉向由直流伺服電機經過電磁離合器連接機械轉向機構實現;ECU硬件電子系統核心由TMS320F2812構成，結構框圖如圖3所示:
圖2 實驗平臺
圖3 結構框圖
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:
AdcRegs.ADCMAXCONV.all=0x0002;
// 設置最大轉換通道寄存器為2; AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x0;
// 設置ADCHAO通道連續采樣3次;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x0;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV02 = 0x0;
EvaRegs.T2CMPR=0x0080;
// 設置定時器2的比較寄存器;
EvaRegs.T2PR=0xFFFF;
// 設置定時器2的周期寄存器;
EvaRegs.GPTCONA.bit.T2TOADC=3;
// 使能比較中斷來啟動采樣模塊;
EvaRegs.T2CON.all=0x1442;
// 使能比較單元，采樣頻率為96HZ;
interrupt void adc_isr(void)
// 采樣中斷服務子程序;
{ voltf0 = AdcRegs.ADCRESULT0/16;
// 對三次連續采樣求均值，提高精度;
voltf1=AdcRegs.ADCRESULT1/16;
voltf2=AdcRegs.ADCRESULT2/16;
averagef=(voltf0+voltf1+voltf2)/3.0;
deltaf=(averagef-2970.0)*3.2133/(4096-2970.0); } //計算前輪轉角，取弧度;
評論