对于均一路面,采用驱动轮滑转率为主门限,车轮加速度为辅助门限的控制策略。目标是使车辆在加速起步过程中,获得最大的地面附着力。而分离路面控制逻辑采用两侧车轮轮速差和车轮加速度作为控制门限。对于两轮驱动工况,可以采用非驱动轮轮速平均值作为实际车速;对左右两侧驱动轮轮速进行判断,选取高转速的车轮进行控制。另外,当驾驶员踩下制动踏板时,ASR系统应立即退出控制,这里不作过多讨论。
2.3 硬件在环仿真平台
硬件在环仿真试验台由微机(宿主机和目标机)、信号发生板、数据采集卡、电磁阀及电控单元组成,仿真方式采用xPC target结构,如图5所示。xPC target是MathWorks公司提供和发行的一个基于RTW(Real-Time Workshop)体系框架的补充产品,它可将Intel 80x86/Pentium计算机或PC兼容机转变为一个实时系统,而且支持许多类型的I/O接口板。它采用宿主机和目标机的“双机型”解决途径,使用两台PC机。其中宿主机用于运行Simulink,且带有目标代码编译器。而目标机则用于执行实时产生的代码。目标机运行了一个高度紧缩的实时操作内核,通过以太网络连接实现宿主机和目标机之间的通信。仿真结束后可将结果数据上传至宿主机,进行分析处理。
整车动力学模型在宿主机PC的Matlab/Simulink环境中搭建,然后采用xPC工具将模型自动转换成C代码,通过以太网下载到工控机中作为被控对象,实现实时仿真。
真实物理部件主要为所设计的电控单元,该硬件部分与车辆模型的的信号接收及转换使用Advantech公司高速数据采集卡PCL-726完成。
3 仿真
根据以上方法构建ASR硬件在环仿真平台,并嵌入所设计的电控单元,设置一定的工况进行后轮驱动车辆的驱动防滑控制半实物仿真研究。部分仿真参数如下:整车质量130kg,簧上质量117kg,整车绕Z轴横摆惯量1500kg·m2,车轮半径0.295m,轮胎转动惯量1.8kg·m2,整车绕X轴侧翻惯量750kg·m2。
初始车速与轮速为零,以一定油门开度进行起步,设置低附路面附着系数为0.1,高附路面附着系数为0.7。本文给出右侧驱动轮仿真结果进行分析。
3.1 低附路面仿真
仿真时,先不进行ASR控制(没有嵌入控制器),在附着系数为0.1均一低附路面,车辆从一挡急加速起步,车轮轮速与车速的变化曲线如图6所示。从图中可看出驱动轮转速迅速上升,车速几乎不增加,车辆的加速性能较差。