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基地FlexRay总线的线控转向控制系统设计研究
| 论文题名： | 基地FlexRay总线的线控转向控制系统设计研究 |
| 关键词： | 汽车转向系统;线控转向技术;FlexRay总线;CAN总线通信;电路设计 |
| 摘要： | 转向系作为汽车底盘的重要组成部分，对整车操纵稳定性、安全性等有直接影响。虽然近年来转向系统已经获得长足的发展，但仍旧没有摆脱传统的机械结构，限制了汽车性能的进一步提高。所以人们希望能够将线控转向(Steer by Wire)技术应用于汽车转向系统，实现转向系力传递特性和角传递特性的任意设计。 采用线控转向之后，电信号成为驾驶员和汽车之间的唯一连接中介，若出现故障，汽车就会处于完全失控的状态，将驾驶员置于极其危险的境地，故对线控转向的安全性提出了更高的要求。因线控转向技术目前仍不够成熟，也考虑到驾驶员的安全，故还未在实车上进行实验。为尽可能接近实际情况，提高仿真精度，目前主要采用将待测元件嵌入硬件在环系统的方法。综合考虑成本和实验室条件等因素，本文采用NI公司Labview RT和Carsim RT模块搭建硬件在环系统。 控制系统作为线控转向的中枢，决定整个系统的转向效果和对汽车性能的改善程度。线控转向控制系统由方向盘控制节点和转向执行控制节点组成。线控转向若想真正在汽车上应用，实现产业化，就要求两控制节点之间的传输总线必须具有传输速率快、时间特性好、可靠性高的特点。 文中对基于FlexRay总线的线控转向控制系统完成硬件设计和软件设计。硬件设计方面，选择Freescale公司开发的MC9S12XF512作为主处理器，因其内部同时集成FlexRay通信控制器和CAN通信控制器，故同时设计基于FlexRay和CAN总线通信的控制系统，总线驱动器分别选择NXP公司的TJA080A和TJA1040，并完成电路设计。 双移线试验工况能够很好的反映转向系对操纵稳定性的影响，令所设计线控转向系统在硬件在环中完成此实验。通过对比FlexRay和CAN两种方案，发现:基于FlexRay总线的线控转向车辆响应更加趋近参考值，基于CAN总线的线控转向时间响应滞后、超调量大，不能满足要求。再将基于FlexRay的线控转向与Carsim中采用传统转向的汽车模型比较，发现:基于FlexRay的线控转向，操纵稳定性得到改善，减轻了驾驶员负担，达到了预期设计目的。 |
| 作者： | 许张义 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张桂香 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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