基于FPGA-SOPC技術(shù)的汽車電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的逐步發(fā)展，人們對(duì)汽車的安全性、舒適性、環(huán)保性、美觀性等要求要求越來越高，而汽車的安全性是人們最為看重的。由于傳統(tǒng)液壓或者空氣制動(dòng)系統(tǒng)在加入了大量的電子控制系統(tǒng)后，如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)、電子穩(wěn)定性控制程序(ESP)等，結(jié)構(gòu)和管路布置越發(fā)復(fù)雜，液壓回路泄露的隱患也加大，同時(shí)裝配和維修的難度也隨之提高。因此結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能集成可靠的電子機(jī)械制動(dòng)(EMB)系統(tǒng)越來越受到青睞，由于EMB體積小、響應(yīng)

2、快、性能可靠等優(yōu)勢(shì)，使得ABS等各種主動(dòng)安全系統(tǒng)能夠方便的實(shí)現(xiàn)，并通過CAN總線將其他控制進(jìn)行集中管理和共享信息。
　　 本文首先通過研究和分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，結(jié)合江蘇大學(xué)汽車學(xué)院自行設(shè)計(jì)的電子機(jī)械制動(dòng)器，對(duì)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)防抱死控制和電機(jī)控制的策略進(jìn)行了研究。為了比較EMB系統(tǒng)中控制策略的正確性，在Matlab/Simulink中建立了電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的動(dòng)力學(xué)模型，采用不同的控制算法，對(duì)EMB防抱

3、死控制和EMB電機(jī)的控制策略進(jìn)行仿真分析，確定了本文最后所采用的模糊PI控制算法。
　　 其次，結(jié)合EMB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車輛制動(dòng)力由原來的液壓提供轉(zhuǎn)變成由無刷直流電機(jī)提供制動(dòng)力，因此本文基于FPGA/SOPC技術(shù)，重點(diǎn)針對(duì)EMB系統(tǒng)中無刷直流電機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)劃分了電控單元ECU和EMB電機(jī)控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；然后，針對(duì)EMB電機(jī)所采用的PWM控制方式，在QuartusⅡ中編寫了電機(jī)的邏輯控制程序，并通過仿真驗(yàn)

4、證了程序的正確性和合理性。
　　 最后，以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和開發(fā)工具，設(shè)計(jì)了一套以EDA/SOPC系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)和電子制動(dòng)踏板為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)方案。利用SOPC技術(shù)，以NIOSⅡ+DSPBuilder的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制：可以通過NIOSⅡ?qū)崿F(xiàn)外圍數(shù)字電路的設(shè)計(jì)完成對(duì)電機(jī)的PWM控制，通過DSP Builder實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的模糊PI算法，最后，將兩者有機(jī)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)整體的控制功能。以此來研究從制動(dòng)意圖產(chǎn)生單元到電機(jī)力矩輸出之間的關(guān)系