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液压ABS硬件在环仿真系统研究
| 论文题名： | 液压ABS硬件在环仿真系统研究 |
| 关键词： | 汽车防抱死制动系统;控制器;电路设计;硬件在环;仿真系统;故障诊断;容错控制 |
| 摘要： | 汽车主动安全装置，例如防抱死制动系统(Anti-lock Braking System,ABS)，已经成为汽车上标准的安全配置系统。该装置通过调节各轮的轮缸压力，来防止车轮抱死。为了节约ABS控制器的开发成本以及提高开发便利性，硬件在环技术(Hardware-In-the-Loop,HIL)被越来越多应用到开发过程中。目前，ABS HIL的核心技术主要被国外车企所掌握。而HIL是ABS控制器“V”模式开发流程中相当重要的一步。本文针对HIL测试技术进行研究，得到针对液压ABS控制器的HIL测试环境。 本文主要分为两部分，第一部分介绍ABS控制器的软硬件，包括基于滑移率和减速度的逻辑门限值控制算法和故障诊断算法，控制器的硬件电路。第二部分主要分析ABS测试的需求，基于Labcar和Matlab/Simulink搭建HIL测试平台，该平台主要对ABS的控制算法和故障诊断算法进行测试。 本文首先对ABS基本原理与结构进行了分析，在此基础上，介绍了ABS控制器的软件和硬件电路。本文采用Altium Designer作为电路设计软件，根据需求，设计所需的硬件电路，包括芯片核心电路、轮速处理电路、电磁阀/电机驱动电路等。为了达到理想的控制效果，ABS控制器采用逻辑门限值控制算法，以减速度和滑移率为门限值，计算得到压力控制指令，包括增压、保压和减压。 为了搭建满足需求的HIL测试平台，利用Matlab/Simulink搭建七自由度的车辆动力学模型，主要考虑车辆的纵向、侧向和横摆运动，以及车轮的旋转运动。本文采用的是ETAS公司的Labcar仿真控制平台。该平台提供了丰富的板卡资源，包括IO(Input and Output)、AD/DA(Analog-Digital/Digital-Analog)、CAN(Controller Area Network)板卡等，特别提供了用于ABSHIL测试所需的轮速模拟板卡ES1337。ES1337可以轻易地为控制器提供轮速信号。 此外，本文分析了ABS传感器与执行器主要的故障。在此基础上，利用硬件电路，结合软件控制，搭建ABS故障模拟系统。该系统可模拟磁电式轮速传感器故障（包括缺齿，间隙过大，断/短路故障等），也可以模拟各类主要执行器故障。该系统可用于测试ABS控制器的故障诊断算法及容错控制能力。 结合传统的车辆动力学模型和故障模拟系统，可为ABS控制器提供一个既可以测试控制算法，又可以检验故障诊断能力的完整的HIL测试环境。 |
| 作者： | 孙陈迪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 过学迅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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