[發明專利]用于汽車穩定控制在環仿真的車身姿態模擬方法及其系統

有效

• 申請號: 201310221638.3
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103336439A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 趙洵;李亮;宋健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

1.一種用于汽車穩定控制硬件在環仿真的車身姿態模擬方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

本發明提出的用于汽車穩定控制硬件在環仿真的車身姿態模擬方法，包括以下步驟：

（1）定義一個直角三維坐標系，在汽車的質心位置設置一個組合傳感器1，組合傳感器的底面與地面平行，組合傳感器上標示有與x軸重合的方向指示，組合傳感器的空間姿態代表車身姿態，當汽車在水平路面直線行駛時，定義汽車的前進方向為x軸，汽車左側方向為y軸，垂直汽車方向為z軸；

（2）向汽車穩定控制硬件在環仿真試驗臺輸入仿真所需的參數，實時計算出車身姿態的參數，包括車輛橫擺角速度計算值γ、車輛橫擺角速度計算方向、車輛橫向加速度計算值a_y和車輛橫向加速度計算方向；

（3）通過控制器局域網絡（CAN）實時讀取上述車輛橫擺角速度的計算值γ及車輛橫擺角速度的計算方向，驅動上述汽車質心位置的組合傳感器，以與車輛橫擺角速度計算方向相同的方向，且與車輛橫擺角速度計算值γ相同的角速度繞z軸旋轉；

（4）通過控制器局域網絡（CAN）實時讀取車輛橫向加速度的計算值a_y及車輛橫向加速度的計算方向，并驅動組合傳感器以與車輛橫向加速度計算方向相同的方向，繞x軸轉動θ角，使重力在組合傳感器的側向產生分力，該分力模擬側向加速度a_y，其中θ角通過反解以下式子得到：

a_y＝gsinθ

上式中，a_y為橫向加速度計算值，g為重力加速度；

（5）在步驟（3）和步驟（4）的作用下，組合傳感器實時發出橫擺角速度和橫向加速度的測量值γ₁和a_y1，并將該測量值γ₁和a_y1通過控制器局域網絡（CAN）反饋輸入到汽車穩定控制系統硬件在環仿真試驗臺。

2.一種用于汽車穩定控制硬件在環仿真的車身姿態模擬系統，其特征在于該車身姿態模擬系統由機械系統和控制系統組成；

所述的機械系統包括組合傳感器、連接平臺、x軸電機、支架、z軸電機和底座；所述的組合傳感器固定在連接平臺的一端，連接平臺的另一端與所述的x軸電機輸出軸相連，x軸電機固定在所述的支架的頂部，所述的支架的底部與z軸電機的輸出軸相連，z軸電機固定在所述的底座上；

所述的控制系統包括：

電機控制器，用于在一個控制周期內，讀取控制器局域網絡（CAN）總線中汽車的橫擺角速度和橫向加速度信號，并計算出x軸電機驅動器所需脈沖數量，配置脈沖信號發送給x軸電機驅動器，計算出z軸驅動器所需脈沖頻率，配置另一路脈沖信號發送給z軸電機驅動器；同時根據汽車的橫擺角速度方向配置一路電平輸出至z軸電機驅動器，用于控制z軸電機轉向；根據橫向加速度增減趨勢配置另一路電平輸出至x軸電機驅動器，用于控制x軸電機轉向；

z軸電機驅動器，用于接收電機控制器信號，對z軸電機進行位置控制；

x軸電機驅動器，用于接收電機控制器信號，對x軸電機進行位置控制；

開關電源，將220V市電轉換為36V穩壓直流電，用于為車身姿態模擬系統供電。