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汽车TCS控制器的嵌入式开发系统研究

作　者: 周宇
导　师: 张新
学　校: 长沙理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 牵引力控制系统控制器嵌入式系统建模仿真
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 220次
引　用: 3次
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内容摘要

汽车牵引力控制系统(Traction Control System,简称TCS)是车辆在起步、加速、爬坡时防止驱动轮发生过度滑转,以获得最大牵引力和最佳操纵稳定性的一种新型主动控制系统。它的理论原理是控制汽车驱动轮滑转率处于稳定区附近,这样既能充分发挥车辆的牵引力,又能保证车辆具有一定的侧向稳定性。本文试图避开传统的以大量实车道路试验为基础的TCS控制器开发方法,以一台工业控制计算机,一台以DS1005处理器板为核心的计算机为平台,通过DS2210和MATLAB接口函数连接软、硬件,建立一个TCS控制器嵌入式开发系统,主要成果如下:⑴结合dSPACE公司的AutoBox内的DS1005处理器板和多通道DS2210的I/O板;通过dSPACE自带的软件包,建立了一个TCS控制器的嵌入式开发软件系统。⑵根据TCS系统车辆动力学数学模型建立了车辆和TCS控制器的SIMULINK模型。⑶将车辆模型和TCS控制器模型通过dSPACE的软件系统与硬件相连,进行了快速控制原型的仿真试验,得出了产品的源代码,以此可以方便地修改和优化控制器模型;优化后的SIMULINK控制器模型可由SIMULINK/RTW工具转换为可执行代码,该代码经过优化可在目标单片机中运行。采用该系统进行TCS产品的开发,可以减少实车道路试验、缩短开发周期和减低开发成本。该系统对于推动汽车TCS控制器的开发研究,提高TCS控制器的自主研发能力,具有一定的现实意义和应用前景,同时对于其他电子设备的开发,本系统也有一定的借鉴意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 牵引力控制系统  10-16
    1.1.1 TCS的发展历史和研究现状  10-14
    1.1.2 TCS的基本工作原理  14-15
    1.1.3 TCS对汽车性能的影响  15-16
  1.2 嵌入式开发系统简介  16-18
    1.2.1 嵌入式开发系统的定义  16
    1.2.2 嵌入式开发系统的组成  16-17
    1.2.3 嵌入式开发系统的特点  17
    1.2.4 嵌入式开发系统的发展历程  17-18
    1.2.5 研究TCS控制器嵌入式开发系统的必要性  18
  1.3 本文研究的主要内容  18-21
第二章 TCS系统的理论原则  21-31
  2.1 汽车牵引力控制主要控制方式  21-23
  2.2 车轮滑转率控制方式  23-26
    2.2.1 逻辑门限值控制  24
    2.2.2 PID控制  24
    2.2.3 滑膜变结构控制  24-25
    2.2.4 模糊控制  25
    2.2.5 最优控制  25
    2.2.6 遗传控制  25-26
    2.2.7 鲁棒控制  26
  2.3 汽车牵引力控制原则  26-28
    2.3.1 汽车起步及加速初期的牵引力控制原则  26-27
    2.3.2 汽车中速时的牵引力控制原则  27
    2.3.3 汽车高速的牵引力控制原则  27-28
  2.4 TCS系统的主要装置  28-29
  2.5 TCS的控制过程  29
  2.6 本章小结  29-31
第三章汽车TCS系统的动力学仿真  31-52
  3.1 TCS系统数学模型的建立  31-43
    3.1.1 发动机模型  33-34
    3.1.2 传动系模型  34-35
    3.1.3 车轮轮胎模型  35-39
    3.1.4 制动器模型  39
    3.1.5 整车车辆模型  39-41
    3.1.6 电子油门方案  41-43
  3.2 仿真模型的关键  43-44
  3.3 TCS系统的动力学仿真建模  44-50
    3.3.1 MATLAB/SIMULINK仿真软件简介  44
    3.3.2 TCS系统的SUMULINK建模  44-50
  3.4 TCS的汽车动力学仿真结果分析  50-51
  3.5 本章小结  51-52
第四章嵌入式开发系统设计  52-62
  4.1 嵌入式开发系统的技术背景  52-54
    4.1.1 dSPACE简介  52
    4.1.2 dSPACE的两种典型应用  52-54
  4.2 嵌入式开发系统的硬件  54-57
  4.3 嵌入式开发系统的软件  57-60
    4.3.1 实时代码生成和下载软件  58
    4.3.2 测试软件  58-60
  4.4 利用dSPACE进行控制系统的开发  60-61
  4.5 本章小结  61-62
第五章 TCS嵌入式开发系统仿真  62-76
  5.1 TCS快速控制原型(RCP)  62-73
    5.1.1 TCS快速控制原型实现步骤  62-67
    5.1.2 完善快速控制原型  67-69
    5.1.3 TCS快速控制原型结果及分析  69-73
  5.2 硬件在回路仿真（HILS）  73-74
  5.3 标定  74
  5.4 本章小结  74-76
第六章结论与展望  76-78
  6.1 结论  76
  6.2 展望  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
附录攻读学位期间发表论文  83-84
详细摘要  84-94

汽车TCS控制器的嵌入式开发系统研究

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