磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，屬于汽車領(lǐng)域。上位機(jī)與實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE通過(guò)網(wǎng)線連接，所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE通過(guò)信號(hào)屏蔽線分別與信號(hào)處理電路和電流驅(qū)動(dòng)器連接；所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE由磁流變減振器模型、Carsim整車模型和減振器控制模型構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)在于：采用dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)減振器控制模型的實(shí)時(shí)修改，大大減小了磁流變減振器控制系統(tǒng)的開發(fā)周期；采用硬件信號(hào)處理電路，解決了軟件處理電路時(shí)滯性問題，使對(duì)減振器控制模型的評(píng)估更加準(zhǔn)確；采用硬件電流驅(qū)動(dòng)器，更加接近的模擬了實(shí)車環(huán)境，使對(duì)減振器控制模型的評(píng)估更加準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車領(lǐng)域，特別涉及一種磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工程技術(shù)的進(jìn)步，決定乘坐舒適性和行駛安全性的汽車懸架技術(shù)得到了廣泛的重視和深入研究，尤其以改變減振器阻尼或懸架剛度的半主動(dòng)懸架發(fā)展最快，而磁流變減振器可調(diào)范圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快、功耗低在半主動(dòng)懸架上得到廣泛應(yīng)用。由于傳感器采集的信號(hào)零漂和噪聲的存在，同時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間是磁流變減振器的一個(gè)重要指標(biāo)，因此信號(hào)處理和磁流變減振器電流驅(qū)動(dòng)器是基于磁流變減振器半主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)的難點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)汽車電控單元(ECU)開發(fā)過(guò)程需要較長(zhǎng)的開發(fā)周期以及大量的實(shí)車試驗(yàn)。而硬件在環(huán)(Hardware-1nthe-Loop, HIL)仿真技術(shù)通過(guò)數(shù)學(xué)模型代替實(shí)車,并通過(guò)模型產(chǎn)生相應(yīng)的傳感器信號(hào)發(fā)送給ECU控制模型，通過(guò)對(duì)ECU控制模型發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，來(lái)代替對(duì)ECU實(shí)物的測(cè)試。這樣不僅可以大大縮短ECU控制算法的開發(fā)周期和減小開發(fā)成本，還可進(jìn)行失效測(cè)試和故障模擬。
[0004]dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是由德國(guó)dSPACE公司開發(fā)的一套基于MATLAB/Simulink的控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)環(huán)境下的開發(fā)及測(cè)試工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了和MATLAB/Simulink的無(wú)縫連接。dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)由兩大部分組成，一是硬件系統(tǒng)，二是軟件環(huán)境。其中硬件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是具有高速計(jì)算能力，包括處理器和I/O接口等；軟件環(huán)境可以方便地實(shí)現(xiàn)代碼生成/下載和試驗(yàn)調(diào)試等工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，克服了傳統(tǒng)汽車電控單元(ECU)開發(fā)周期長(zhǎng)、實(shí)車試驗(yàn)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，并采用硬件設(shè)備克服軟件仿真過(guò)程中時(shí)間滯后的問題。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，包括上位機(jī)1、實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2、信號(hào)處理電路3和電流驅(qū)動(dòng)器4，所述上位機(jī)I與實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2通過(guò)網(wǎng)線連接，所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2通過(guò)信號(hào)屏蔽線分別與信號(hào)處理電路3和電流驅(qū)動(dòng)器4連接；所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2由磁流變減振器模型21、Carsim整車模型22和減振器控制模型23構(gòu)成。
[0008]所述的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2中的Carsim整車模型22實(shí)時(shí)發(fā)出車輛運(yùn)動(dòng)信號(hào)，車輛運(yùn)動(dòng)信號(hào)經(jīng)處理后輸入到減振器控制模型23，減振器控制模型23根據(jù)輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)電流驅(qū)動(dòng)器4和磁流變減振器模型21計(jì)算后得到相應(yīng)的阻尼力并將其反饋給Carsim整車模型22。通過(guò)上位機(jī)I實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)Carsim整車模型22的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并實(shí)時(shí)的對(duì)減振器控制模型23進(jìn)行修改。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果在于:采用dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)減振器控制模型的實(shí)時(shí)修改，大大減小了磁流變減振器控制系統(tǒng)的開發(fā)周期；采用硬件信號(hào)處理電路，解決了軟件處理電路時(shí)滯性問題，使對(duì)減振器控制模型的評(píng)估更加準(zhǔn)確；采用硬件電流驅(qū)動(dòng)器，更加接近的模擬了實(shí)車環(huán)境，使對(duì)減振器控制模型的評(píng)估更加準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0011]圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖。
[0012]圖中:1、上位機(jī)；2、實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE ;3、信號(hào)處理電路；4、電流驅(qū)動(dòng)器；21、磁流變減振器模型；22、Carsim整車模型；23、減振器控制模型。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容及其【具體實(shí)施方式】。
[0014]參見圖1所示，本實(shí)用新型的磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，包括上位機(jī)1、實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2、信號(hào)處理電路3和電流驅(qū)動(dòng)器4，所述上位機(jī)I與實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2通過(guò)網(wǎng)線連接，所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2通過(guò)信號(hào)屏蔽線分別與信號(hào)處理電路3和電流驅(qū)動(dòng)器4連接；所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2由磁流變減振器模型21、Carsim整車模型22和減振器控制模型23構(gòu)成。
[0015]所述的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE2中的Carsim整車模型22實(shí)時(shí)發(fā)出車輛運(yùn)動(dòng)信號(hào)，車輛運(yùn)動(dòng)信號(hào)經(jīng)處理后輸入到減振器控制模型23，減振器控制模型23根據(jù)輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)電流驅(qū)動(dòng)器4和磁流變減振器模型21計(jì)算后得到相應(yīng)的阻尼力并將其反饋給Carsim整車模型22。通過(guò)上位機(jī)I實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)Carsim整車模型22的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并實(shí)時(shí)的對(duì)減振器控制模型23進(jìn)行修改。
[0016]本實(shí)用新型的dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的模擬輸出端口 DAC實(shí)時(shí)發(fā)出整車模型中帶有干擾的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路3處理后經(jīng)dSPACE的模擬采集端口 ADC輸入至減振器控制模型23，減振器控制模型23根據(jù)輸入的信號(hào)及內(nèi)置的控制算法計(jì)算出相應(yīng)的控制信號(hào)，經(jīng)計(jì)算得到的控制信號(hào)再通過(guò)dSPACE其他的模擬輸出端口 DAC輸入至電流驅(qū)動(dòng)器4，產(chǎn)生控制磁流變減振器模型21的電流信號(hào)，利用電流傳感器采集電流驅(qū)動(dòng)器4發(fā)出的電流信號(hào)，并將其輸入至dSPACE其他的模擬采集端口 ADC，dSPACE將采集到的電流信號(hào)傳遞給磁流變減振器模型21，磁流變減振器模型21根據(jù)輸入的電流信號(hào)計(jì)算出相應(yīng)的阻尼力并將其輸入至Carsim整車模型22，使Carsim整車模型22的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，并通過(guò)dSPACE模擬輸出端口 DAC發(fā)出新的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，形成控制回路。通過(guò)上位機(jī)I與dSPACE之間實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)減振器控制模型的評(píng)價(jià)與修改。dSPACE模擬輸出端口的負(fù)端/DAC全部接地，模擬輸入端口的負(fù)端/DAC全部接地，保證dSPACE輸出和采集的信號(hào)準(zhǔn)確。
[0017]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡對(duì)本實(shí)用新型所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:包括上位機(jī)(I)、實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE (2)、信號(hào)處理電路(3)和電流驅(qū)動(dòng)器(4)，所述上位機(jī)(I)與實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE (2)通過(guò)網(wǎng)線連接，所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE (2)通過(guò)信號(hào)屏蔽線分別與信號(hào)處理電路(3)和電流驅(qū)動(dòng)器(4)連接；所述實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE (2)由磁流變減振器模型(21)、Carsim整車模型(22)和減振器控制模型(23)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流變半主動(dòng)懸架控制原型開發(fā)的硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)dSPACE (2)中的Carsim整車模型(22)實(shí)時(shí)發(fā)出車輛運(yùn)動(dòng)信號(hào)，車輛運(yùn)動(dòng)信號(hào)經(jīng)處理后輸入到減振器控制模型(23 )，減振器控制模型(23 )根據(jù)輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)電流驅(qū)動(dòng)器(4)和磁流變減振器模型(21)計(jì)算后得到相應(yīng)的阻尼力并將其反饋給Carsim整車模型(22);通過(guò)上位機(jī)(I)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)Carsim整車模型(22)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并實(shí)時(shí)的對(duì)減振器控制模型(23)進(jìn)行修改。
【文檔編號(hào)】G01M17/04GK203837927SQ201320860085
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李靜, 禚帥帥, 王子涵, 曹振, 周瑜 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)