【導讀】率維持在最佳滑移率附近，從而提高了汽車的制動效果以及方向穩(wěn)定性。面制動試驗受許多條件的限制。硬件在環(huán)仿真技術能夠根據(jù)實際情況建立基于真實硬件。本，并且比理論模型具有更高的可靠性，因此更適用于電動汽車ABS研究?；趚PCTarget實時仿真系。宿主機中的整車數(shù)學模型通過TCP/IP通訊協(xié)議下載到目標機中，設。計合適的通訊接口實現(xiàn)目標機與DSP的同步通訊。建立CCS工程文件，主程序完成初始化功能，PID控制算法在外部中斷服務子程序中實現(xiàn)。在CCS環(huán)境下調試程序，整定PID參數(shù)，實現(xiàn)滑移。在不同初始條件下進行仿真，比較滑移率的控制效果，得出結論。

　　

【正文】 rget Test Suite HostTarget interface is: TCP/IP (Ether) Test 1, Ping target PC 39。TargetPC139。 using system ping: ... OK Test 2, Ping target PC 39。TargetPC139。 using xpctargetping: ... OK Test 3, Software reboot the target PC 39。TargetPC139。: ..... OK Test 4, Build and download an xPC Target application using model xpcosc to target PC 39。TargetPC139。: ... OK Test 5, Check hosttarget mand munications with 39。TargetPC139。: ... OK Test 6, Download a prebuilt xPC Target application to target PC 39。TargetPC139。: ... OK Test 7, Execute the xPC Target application for : ... OK Test 8, Upload logged data and pare with simulation results: ... OK Test Suite successfully finished 如上所示，所有測試均顯示 OK，說明目標機可以與宿主機實現(xiàn)通訊并裝載模型。 數(shù)據(jù)采集卡 傳統(tǒng)的串行通訊，數(shù)據(jù)逐位傳送，雖然傳輸成本低，但傳輸速度慢，不利于多位數(shù)據(jù)的同步傳送。而數(shù)據(jù)采集卡作為一種 DIO（數(shù)字 I/O），可以直接傳送多位數(shù)據(jù)。 本研究采用 NI(National Instruments)公司推出的 PCI6503，它使用 24 位可編程外圍接口 (PPI)以獲得 24 路雙向數(shù)字 I/O 通道 (5V/TTL， )，每路通道的上電狀態(tài)可自定義。 24 路雙向數(shù) 字 I/O 通道分成 PortA， PortB， PortC 三組， 每組對應 8 位通道。這樣，每路通道都可以傳送 8 位的二進制數(shù)據(jù)，這就實現(xiàn)了多位數(shù)據(jù)的同步傳送。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 21 PCI6503 的引腳分配如圖 35 所示。此外，每塊 PCI6503 兼容即插即用，只需直接安裝在目標機主板的 PCI 插口上，而無需使用獨立的板卡管理器。每個接口都可在各種操作系統(tǒng)上配置后直接使用，方便在多個平臺上進行應用開發(fā)。實物如圖 36 所示。 GNDPC72 501 49GND+5V4 6 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 483 5 789 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47GNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDPC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0 圖 35 PCI6503 引腳分配圖 圖 36 PCI6503 數(shù)據(jù)采集卡實物圖 本研究使用兩塊 PCI6503，一塊作為數(shù)據(jù)輸入卡 (PCI6503 DO)，另一塊作為數(shù)據(jù)輸出卡 (PCI6503 DI)。實際通訊時，需要在 Matlab/Simulink 中對應建立PCI6503 的數(shù)學模型， Matlab 中 PCI6503 的模型只能配置成 8 位的單口狀態(tài)，因此，若要處理 16 位的二進制數(shù)據(jù)，每塊 PCI6503 至少需要兩個 PCI6503 模型，配置成不同的 Port 端口。 PCI6503 的 Simulink 模型如圖 37 所示： 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 22 P C I 6 5 0 3N a t i o n a l I n s t r .D i g i t a l O u t p u t1P C I 6 5 0 3 D OP C I 6 5 0 3N a t i o n a l I n s t r .D i g i t a l I n p u t1P C I 6 5 0 3 D I 圖 37 PCI6503 的 Simulink 模型 啟動 xPC Target 系統(tǒng)后，在 Matlab Command Window 中鍵入命令 getxpcpci，系統(tǒng)將自動定位板卡，獲得相關參數(shù)，如下所示： getxpcpci List of installed PCI devices: National Instruments PCI6503 Bus 7, Slot 0, IRQ 11 DI DO VendorID 0x1093, DeviceID 0x17d0, SubVendorID 0x0000, SubDeviceID 0x0000 National Instruments PCI6503 Bus 7, Slot 1, IRQ 10 DI DO VendorID 0x1093, DeviceID 0x17d0, SubVendorID 0x0000, SubDeviceID 0x0000 根據(jù)上述信息，配置 PCI6503 DO 的 PCI slot 為 [7,0]，配置 PCI6503 DI 的 PCI slot為 [7,1]即可。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 23 ABS 控制器硬件設計 控制芯片選擇 DSP 是一種數(shù)字信號微處理器 (Digital Signal Processor)，能夠實時快速地實現(xiàn)數(shù)字信號的運算處理。 DSP 的組成通常是由一個以為基礎的內核部分，配置控制系統(tǒng)中所需的外圍功能電路，集成在單一芯片內。 DSP 具有以下優(yōu)點： (1) 集成度高。集成 DSP 芯片的多功能板是電機應用、勵磁脈沖控制系統(tǒng)、電力保護系統(tǒng)的理想選擇。 (2) 具有高速的運算能力。目前，普通 DSP 完成一次指令執(zhí)行操作的時間可達到幾十納秒，和普通的微處理器相比，運算處理能力增強 10~15 倍，確保系統(tǒng)有更優(yōu)越的測量控制性能。 (3) 芯片性價比高。隨著大規(guī)模集成電路制造工藝水平的不斷提高， DSP 芯片的價格越來越低。具有高集成度和高速計算能力的 DSP 可以獲得更快的系統(tǒng)響應，也容易實現(xiàn)更復雜的控制算法，這就使得 DSP 在汽車電控系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。 電動汽車 ABS 最終的控制對象是輪轂電機，因此， DSP 內部集成的電機控制模塊無疑是實現(xiàn)電機控制應用的最佳選擇。同時，由于開發(fā)板往往能夠提供較為完善的外設功能，使用開發(fā)板進行控制算法的驗證、分析，不僅方便快捷而且有利于進一步縮短產(chǎn)品的設計周期，因 此本研究采用開發(fā)板設計 [3436]。 硬件設計 本研究以 TI 公司生產(chǎn)的定點式 32 位 DSP 芯片 TMS320F2812（以下簡稱F2812）作為 ABS 硬件控制器，結構圖如圖 38 所示： TMS 230 LF 2812片上資源主頻 ： 150 MH ZR A M ： 128 * 16 bitF L A S H ： 128 * 16 bitJ TAGP ORTS R A M ： 64 K * 16 bitD S P 擴展引腳LED電平轉換仿真器數(shù)據(jù)采集卡J TAGDSP總線GPIO控制板卡 圖 38 DSP 控制器結構圖 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 (1) 控制板卡 本次研究使用北京瑞泰創(chuàng)新科技有限責任公司的 ICETEKF2812A 全功能評估板來進行 ABS 控制算法的驗證，主處理芯片為 TMS320F2812，運行速度為150M，工作速度可達 150MIPS；片上 RAM 空間 18k*16bit；片上擴展 RAM 存儲空間 64k*16bit。實物如圖 39 所示： 圖 39 ICETEKF2812A 評估板實物圖 除 TMS320F2812 芯片外，主要使用到的外設模塊包括 +5V 電源插座、 P1~P4擴展插座、 JTAG 仿真接口等。 ① +5V 電源插座 用于接入為整個評估板供電的電源，電源電壓為 +5V，標準配置的電源電流為 1A。如果不使用隨板提供的電源，需要注意電源的正負極性和電流的大小 ② P P P P4 擴展插座 P1~P4 均為 34 芯擴展總線接口。 P1 主要擴展評估板上空閑的 DSP 外設引腳； P2 主要擴展所有的 AD 和 DA 引腳； P3 包含 16 根地址線和 16 根數(shù)據(jù)線（ A16， A17， A18 擴展在 P4），可以用于讀入和輸出并行的數(shù)據(jù)； P4 包括 F2812 外部擴展總線的控制線、 McBSP 接口線、外部中斷和外部復位等重要的引腳信號。本次研究主要使用其中的 GPIO 引腳，如表 31~表 34 所示： 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 25 表 31 P1 擴展插座管腳定義和說明 管腳號 管腳名 說明 對應 GPIO 3 PWM1 PWM1 輸出引腳 GPIOA0 4 PWM2 PWM2 輸出引腳 GPIOA1 5 PWM3 PWM3 輸出引腳 GPIOA2 6 PWM4 PWM4 輸出引腳 GPIOA3 7 PWM5 PWM5 輸出引腳 GPIOA4 8 PWM6 PWM6 輸出引腳 GPIOA5 9 PWM7 PWM7 輸出引腳 GPIOB0 10 PWM8 PWM8 輸出引腳 GPIOB1 11 PWM9 PWM9 輸出引腳 GPIOB2 12 T1PWM T1 輸出引腳 GPIOA6 13 T2PWM T2 輸出引腳 GPIOA7 14 T3PWM T3 輸出引腳 GPIOB6 15 T4PWM T4 輸出引腳 GPIOB7 16 T1CTRP 定時器 1 比較輸出 GPIOD0 17 GND 地線 GND 18 GND 地線 GND 19 T2CTRP 定時器 2 比較輸出 GPIOD1 20 T3CTRP 定時器 3 比較輸出 GPIOD5 21 T4CTRP 定時器比較輸出 GPIOD6 22 C1CTRIP 比較器 1 比較輸出 GPIOA13 23 C2CTRIP 比較器 2 比較輸出 GPIOA14 24 C3CTRIP 比較器 3 比較輸出 GPIOA15 25 TDIRA 定時器計數(shù)方向選擇信號 A GPIOA11 26 TCKINA 定時器時鐘輸入 A GPIOA12 33 GND 地線 GND 34 GND 地線 GND 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 26 表 32 P2 擴展插座管腳定義和說明 管腳號 管腳名 說明 對應 GPIO 3 CAP1 CAP 輸入端 1 GPIOA8 4 CAP2 CAP 輸入端 2 GPIOA9 29 CAP3 CAP 輸入端 3 GPIOA10 30 CAP4 CAP 輸入端 4 GPIOB8 31 CAP5 CAP 輸入端 5 GPIOB9 32 CAP6 CAP 輸入端 6 GPIOB10 表 33 P3 擴展插座管腳定義和說明 管腳號 管腳名 說明 對應 GPIO 17 GND 數(shù)字地 GND 18 GND 數(shù)字地 GND 表 34 P4 擴展插座管腳定義和說明 管腳號 管腳名 說明 對應 GPIO 15 NMI 不可屏蔽中斷 GPIOE2 17 GND 數(shù)字地 GND 18 GND 數(shù)字地 GND 20 TDIRB 定時器方向選擇 B GPIOB11 21 TCLKINB 定時器時鐘輸入 B GPIOB12 25 PWM10 PWM10 輸出 引腳 GPIOB3 26 PWM11 PWM11 輸出引腳 GPIOB4 27 PWM12 PWM12 輸出引腳 GPIOB5 33 GND 數(shù)字地 GND 34 GND 數(shù)字地 GND 需要注意的是，由于這組引腳是直接來自于 F2812 芯片，因