运用领域:操控与仿真
应战:研制EHB操控器的要害点在于经过很多测验实验把握履行元件的作业功用,在模仿环境下有用地进行参数仿真、软件仿真,削减实践路面测验带来的困难,并开发依据虚拟现实技能的混合仿真渠道,在不同虚拟环境下由驾驶员发生的的实践操作动刁难EHB快速原型的操控器进行功用验证和传神的产品功用演示。
实验台外观
运用计划:运用LabVIEW构建轮缸压力测控体系,在很多测验实验的根底上挑选适宜的PWM载波频率和占空比操控EHB体系的高速开关电磁阀,满意对轮缸压力操控的要求;经过NI PXI-8464 CAN总线接口卡以及NI PXI-6289数据收集卡完结硬件在环实验中方向盘、电子油门、制动踏板、轮缸压力等数据收集和通讯;由NI PXI-7851RFPGA板卡完结操控器的快速原型,满意严厉的实时性需求;在Veristand软件渠道上,联合在DYNAware软件中生成的实时车辆模型,大大缩短了混合仿真体系的开发周期和运用程序开发本钱。
运用的产品:
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机箱
NI PXI-8196 2.16 GHz Intel Core 2 Duo T7400 实时操控器
NI PXI-7851R 可编程FPGA芯片
NI PXI-8464/2 CAN 总线接口卡
NI PXI-6289M高精度多功用M系列数据收集(DAQ)板卡
介绍:
在曩昔的二十年里,电子设备在轿车工业得到广泛运用,今日的轿车现已进入了电子技能的年代。跟着人们对轿车制动功用的要求越来越高,线操控动体系(brake-by-wire)应运而生,电子液压制动EHB能够学习ESP体系的老练经历,对原有的液压体系不做大的改动,由电子体系供给柔性操控,液压体系供给动力,是机电液一体化的高新技能产品,受到了广泛的重视。作为敞开的线控操控体系,装备了传统ESP体系中没有的轮缸压力传感器,能够完结准确的压力操控,在高压蓄能器的作用下满意四通道独立操控的要求,因而提升了ABS、ASR、ESP的作业功用。为了加快包含硬件和软件在内的操控体系的开发规划,一些老练的仿真测验、快速原型办法和东西是必不可少的。环绕EHB液压体系的新式特色,结合先进的车辆动力学仿真软件DYNAware,在NI公司供给的一系列产品的协助下经过硬件在环实验进行深化的操控研讨,减小了时刻和经费的的开支,为往后的产品完结供给坚实的研讨根底。
1、 依据LabVIEW的轮缸压力测验体系
体系组成
增压特性曲线
受高速开关阀电磁铁的呼应才能及阀芯运动时刻的影响,实践的阀芯呼应不能彻底跟从脉宽信号的改动,脉冲调制周期和占空比对其影响很大。因而需求树立如左图所示的测验渠道,在不同的载波频率下得到不同的增减压力曲线。归纳考虑操控的快速性和有用的占空比调理规模挑选适宜的载波频率。
数据收集卡的输出电压为5V电压,经过驱动电路扩大为12V的PWM信号操控电磁阀。液压操控单元里的轮缸压力传感器信号经过扩大电路转换为0~5电压信号供数据收集卡收集。右图为载波频率为100HZ下的增压特性曲线,当占空比小于15或大于89时因为电磁阀的死区和饱满效应电磁阀无动作。LabVIEW协助咱们在短时刻内树立这样的测验体系,确认PWM信号适宜的载波频率。
2、 驾驶员混合仿真实验渠道整体结构
硬件结构如下图所示,在原博世ESP8.0 HCU根底上添加高压蓄能器、高压泵电机等元件,改形成EHB液压操控单元。混合仿真渠道存在两个回路。一个是信号的回路,PXI-8464承受转角传感器的CAN总线信号,PXI-6289收集踏板行程传感器、改造的液压操控单元中四个轮缸压力传感器信号和高压蓄能器中的压力传感器信号。上述信号传送给PXI-8196中实时运转的车辆模型。实时模型给出的操控信息经过DMA方法传送给PXI-7851R,依据自定义的I/O接口操控HCU单元中的电磁阀、泵电机,完结闭环。另一路是驾驶员的回路,即驾驶员调查显现器中车辆的三维动画经过驾驶员操作单元中的方向盘和油门、刹车踏板操控车辆。NI公司的一系列硬件产品为树立这样一个混合仿真实验供给了强有力的确保。
混合仿真渠道的硬件组成
混合仿真渠道的软件架构
依据LabVIEW和VeriStand敞开式的开发环境的软件架构如上图所示。LabVIEW作为客户端调用DYNAanimation车辆三维动画显现软件的ActiveX控件完结显现功用。经过VeriStand VI中Workspace VI完结Workspace与LabVIEW的数据交换。VeriStand兼容用户自定义的FPGA I/O接口,运用FPGA灵敏高效的特色在无需改动硬件装备的情况下完结操控器的快速原型。
3、 车辆实时模型的树立
3.1、Tesis DYNAware的车辆模型
NI VeriStand支撑第三方软件DYNAware生成的模型文件。DYNAware是Tesis公司开发的一款全面高效的车辆动力学仿真软件,从电脑上的轿车概念规划,到轿车动力学操控器与硬件结合的硬件在环实验环境,都能够经过其到达很好的作用,仿真成果能够经过DYNAanimation软件在显现器上实时显现。在德国简直一切的轿车制造商都在运用DYNAware的产品,国际规模内也十分盛行,依据不同的需求为生产厂家和零部件供货商供给了恰当的仿真软件包。经过在图形化界面中设置参数,简练直观地完结建模。建模目标包含整车尺度、轮胎、前后轴、悬架、发动机、传动系、空气动力学等模型,能够树立多达几十个自由度的车辆动力学模型,很好地反响车辆在各种工况条件下的动力学特性。