汽车ESP硬件在环仿真试验台搭建毕业论文.doc

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1、汽车ESP硬件在环仿真试验台搭建毕业论文目录第1章绪论11.1选题意义及背景11.1.1汽车电子产品的开发方法与硬件在环仿真11.1.2车身电子控制与汽车主动安全的发展与研究21.1.3本文研究的主要内容21.2硬件在环仿真基础理论21.2.1硬件在环仿真的概念31.2.2硬件在环仿真的开发背景与优点31.2.3硬件在环仿真的形式及组成部分41.3汽车防抱死制动系统（ABS）61.3.1ABS的基本工作原理61.3.2ABS硬件在环仿真的实现81.4汽车电子稳定性程序（ESP）91.4.1ESP的基本工作原理91.4.2ESP硬件

2、在环仿真的实现方法101.5本文研究内容14第2章试验台的硬件建设152.1试验台硬件系统总体方案152.1.1ABS/ESP的比较152.2.2ESP的硬件在环仿真实验台方案152.2Dspace实时仿真系统152.3液压控制单元172.4制动系统与操纵系统182.5传感器18III2.6信号采集电路202.6.1限幅电路202.6.2滤波电路212.6.3隔离电路212.6.4信号采集电路222.7实验台架222.8其他硬件24第3章试验台的软件建设253.1车身二自由度操纵稳定性数学模型253.2车辆两轮三自由度直线行驶数学

3、模型293.2.1车身模型293.2.2轮胎模型313.2.3动力传动系模型323.2.4车辆两轮三自由度数学模型353.3车辆四轮七自由度数学模型353.3.1车身模型363.3.2轮胎模型423.3.3动力传动系模型443.3.4制动器模型463.3.5车辆四轮七自由度数学模型46第4章仿真结果分析484.1基于Matlab/Simulink的离线仿真484.1.1模型参数设定484.1.2油门控制车辆直线加减速工况仿真494.1.3制动轮缸压力控制车辆直线加减速工况仿真534.1.4转向角控制车辆稳态转向工况仿真544.2基

4、于Dspace的实时仿真594.2.1Matlab/Simulink与Dspace的无缝连接59III4.2.2无I/O接口的实时仿真604.2.3有I/O接口的实时仿真634.2.4仿真结果分析66第5章全文总结与工作展望67致谢68参考文献69附录71III第1章绪论1.1选题意义及背景1.1.1汽车电子产品的开发方法与硬件在环仿真近年来，人们对提高汽车的动力性和经济性以及降低排放的呼声越来越强，同时对汽车的安全性和舒适性的要求也越来越高，这种趋势促进了汽车技术，尤其是汽车控制技术的发展。汽车控制系统在提高汽车的动力性、经济性

5、和降低排放以及改善汽车的安全性、舒适性等方面发挥了巨大的作用[1]。图1-1V字循环周期在汽车的发展，一种基于V字循环周期的方法是目前普遍使用的。下图描述了V字循环周期的各个阶段中使用的方法[2]。新的开发流程符合国际汽车行业标准，可以结合现有的测试系统构成统一的从开发到标定的一体化方案。V模式中ECU硬件在环仿真环节是非常关键的一环,利用它可以大大缩短ECU的开发周期和减少所花的经费[3]。（1）功能设计：发展控制功能和算法，并且对仿真车辆进行功能测试（软件在环仿真）（2）快速控制原型设计：在实际的车辆或者试验台中测试开发的功能

6、（3）目标代码的生成：通过自动代码生成，为ECU中的微控制器实现设71计功能（4）应用程序/校准：当在测试台架或者车辆上进行测试行驶时，通过调整ECU参数来对功能和算法进行微调。本文将介绍V字设计方法中的关键步骤：硬件在环仿真。并展示硬件在环仿真给汽车工业带来的新的发展。1.1.2车身电子控制与汽车主动安全的发展与研究随着汽车工业的发展，交通事故与车祸死亡率不断上升。于是，许多被动安全装置应运而生，如安全气囊等。但是这些装置的保护能力是有限的。而汽车主动安全装置，如ABS和ESP，将会在驾驶过程中辅助驾驶行为，来提高驾驶安全性[2

7、1]。随着汽车电子安全设备的发展，交通事故和车祸死亡率随之下降，如下图：图1-2交通事故与死亡率的变化情况[4]1.1.3本文研究的主要内容本文首先介绍了硬件在环仿真的概念与组成，并且对常见的车身电控系统（ABS/TCS/ESP）的概念与原理进行了讨论与对比。然后针对汽车电子稳定性程序ESP，搭建了硬件在环仿真试验台，并进行了测试与结果分析。1.2硬件在环仿真基础理论71硬件在环仿真在汽车领域被广泛的使用。因为它是一个关键的概念，所以本文将首先对它进行简要说明，以作为进一步讨论的基础。1.2.1硬件在环仿真的概念硬件在环仿真是指将

8、部分实际被控对象或系统部件用高速运行的实时仿真模型来代替，而控制系统则用实物（即硬件）与系统实时仿真模型连接成为一个硬件在环仿真系统(HILSS)，通过仿真试验对控制系统的控制策略、控制功能及系统可靠性等进行测试和评估[1]。1.2.2硬件在环仿真