PDF《基于 MATLAB 的牵引力控制原型半实物仿真》

系统仿真学报Vol.

17 No.

2 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION Feb.

2005 492 基于 MATLAB 的牵引力控制原型半实物仿真 李静, 李幼德, 赵健, 宋大凤 吉林大学汽车工程学院, 吉林长春

130025 摘要论述了采用 MATLAB 的simulink 以及 stateflow 等工具箱建立汽车牵引力控制系统的控 制原型 利用 s 函数实现控制原型与控制系统软硬件间的数据传输 进而完成牵引力控制原型开 发的硬件在环仿真方法 采用该方法完成了某车型牵引力控制原型的快速开发 为进一步开发目 标电控单元奠定了基础 关键词 MATLAB simulink stateflow 控制原型 硬件在环仿真 牵引力控制系统 文章编号 1004-731X (2005) 02-0492-03 中图分类号 U463.54 文献标识码 A Hardware-in-the-Loop Simulation for Prototyping of Vehicle Traction Control System Based on MATLAB LI Jing, LI You-de, ZHAO Jian, SONG Da-Feng (College of Automotive Engineering Jilin University, Changchun 130025, China) Abstract It is presented a hardware-in-the-loop simulation method of establishing control prototype for vehicle traction control system (TCS) which employs simulink and stateflow provided by MATLAB, and transmits data between control prototype and both hardware and software of control system using s-function to develop TCS. Based on this method, the rapid development of control prototype of TCS for certain kind of vehicle has been completed, which sets the basis for developing target electric control unit of TCS. Keywords MATLAB;

simulink;

stateflow;

control prototype;

hardware-in-the-loop simulation;

traction control system 引言1 牵引力控制系统通过控制驱动轮滑转状态改善汽车在 软弱附着路面的牵引性和操纵稳定性[1-4] 汽车电控系统开 发的实质是进行车辆 控制原型及执行器间的性能匹配 但 单纯计算机仿真难以完成这一任务[5] 随着相关技术的成 熟 硬件在环仿真以其开发周期短 成本低和接近实际情况 正成为汽车电控系统的主要研究手段[6-9] 本文采用 MATLAB的可视化 simulink 和stateflow 工具 箱建立了牵引力控制原型 采用 s 函数编写软 硬件的接口 程序 完成了牵引力控制原型的硬件在环仿真

1 基于 MATLAB 的牵引力控制原型 采用 Simulink 建立图

1 所示的牵引力控制原型 包括 车速计算 油门控制和制动控制三个模块 车速计算模块根 据Vw_f_l 和Vw_f_r 确定 V 油门控制模块则根据 Vw_r_l Vw_r_r V 及Kd 确定 Kd_t 制动控制模块根据 V Vw_r_l 和Vw_r_r 确定 br_r_l br_r_r 和br_on 油门控制模块内部结构如图

2 所示 包括驱动轮速均值 计算 平均滑转率计算和油门增量控制指令计算等三个子模 块 驱动轮速均值计算模块根据 Vw_r_l 和Vw_r_r 的均值确 收稿日期 2003-12-23 修回日期 2004-04-21 基金项目 高等学校博士学科点专项科研基金

20020183025 作者简介 李静(1974-), 男, 吉林桦甸人, 讲师, 博士, 研究方向为汽 车电控系统及开发技术 图1牵引力控制系统的控制原型 定Vw_ave 平均滑转率计算模块则根据 Vw_ave 和V按式 (1)计算 s_ave 油门增量控制指令计算模块根据 s_ave 与s0_e 的误差 e 采用 MATLAB 的PID controlller Fuzzy controlller 或Neural network controlller 建立确定 dKd 的控制 算法

2 s_ave=(Vw_ave-V)/Vw_ave (1) 文中符号说明:Vw_f_l, Vw_f_r, Vw_r_l, Vw_r_r 前左 前右 后左及 后右轮速 Kd 油门位置 Kd_t 油门控制指令 br_r_l, br_r_r 后左 后右制动控制指令 br_on 制动控制启动信号 V 车速 Vw_ave 轮速均值 s_ave 平均滑转率 s0_e 油门控制目标滑转率 e 油门 控制器误差 dKd 油门控制增量 sr_l, sr_r 后左 后右轮滑转率 aw_l, aw_r 后左 后右轮加速度 i, i-1 本次和上次控制循环标志变 量iz, ij, ib 增压 减压和保压次数 ?T 控制循环时间间隔 万方数据 Vol.