基于DSP嵌入式技术的智能刹车控制系统研究
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2020-10-26
03:45:15
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基于基于DSP嵌入式技术的智能刹车控制系统研究嵌入式技术的智能刹车控制系统研究
本文在硬件电路设计上采用DSP 芯片和外围电路构成速度捕获电路,电机驱动控制器采用微控制芯片和外围电路
构成了电流采样、过流保护、压力调节等电路,利用CPLD实现无刷直流电机的转子位置信号的逻辑换相。在软
件设计上,软件以C语言和汇编语言相结合的方法实现了系统的控制。最后提出了模糊控制调节PID参数的控制策
略。
赛车刹车系统一个重要部分,其中刹车控制器是系统的核心。
本文在硬件电路设计上采用DSP 芯片和外围电路构成速度捕获电路,电机驱动控制器采用微控制芯片和外围电路构成了
电流采样、过流保护、压力调节等电路,利用CPLD实现无刷直流电机的转子位置信号的逻辑换相。在软件设计上,软件以C语言
和汇编语言相结合的方法实现了系统的控制。最后提出了模糊控制调节PID参数的控制策略。
1 引言引言
赛车刹车系统是赛车系统上具有相对独立功能的子系统,其作用是承受赛车的静态重量、动态冲击载荷以及吸收赛车刹车
时的动能,实现赛车的制动与控制。其性能的好坏直接影响到赛车的快速反应、安全制动和生存能力,进而影响赛车的整体性
能。本文设计了赛车全电防滑刹车控制器的硬件和软件,最后研究了适合于赛车刹车的控制律。
2 系统硬件电路设计系统硬件电路设计
本赛车刹车控制器是由防滑控制器和电机驱动控制器组成。两个控制器都是以DSP芯片为核心。防滑控制器主要是以滑移
率为控制对象,输出给定的刹车压力,以 DSP芯片为CPU,外加赛车和机轮速度信号调理电路等。电机驱动控制器主要是调节刹
车压力大小,并且控制电动机电流大小,也是以DSP芯片为CPU,再加外围电路电动机电流反馈调理电路、过流保护电路、刹车压
力调理电路、四组三相全桥逆变电路等构成电机驱动控制器。
2.1 DSP的最小系统的最小系统
DSP的最小系统主要涉及存储器扩展、JTAG接口配置、复位电路、ADC模块的设置以及时钟电路的设计等。
1、片外存储器扩展、片外存储器扩展
片外存储器是为了弥补DSP内部RAM的不足,同时也考虑到调试过程中可以方便将程序下载到片外高速StaTIc RAM中。外
部的静态随机存储器采用
2、复位电路与时钟源模块、复位电路与时钟源模块
用阻容电路产生上电复位和手动复位的低电平复位电路,产生复位信号。外加一个硬件看门狗,其输出端产生复位信号
WDRST。电源芯片的两个输入都为+5V,输出为+1.9V和+3.3V电源为DSP供电,输出电源分别有两个复位信号,当电源不稳或过
低时,将产生复位信号。
3、模数转换、模数转换ADC模块的硬件配置模块的硬件配置
模数转换ADC输出电压2V,要求输出端接一个低的ESR容量为10μF的陶瓷电容到模拟地。如果软件设置在外部参考模式
下,ADCREFP能够接外部输入为2V的参考电压,并且接一个低的ESR容量为1μF到10μF的电容。否则,AD的内部参考源的精度
将受到影响。
2.2赛车前轮与刹车机轮速度信号处理电路赛车前轮与刹车机轮速度信号处理电路
赛车防滑控制器主要是以滑移率为控制对象,防止赛车打滑,由滑移率的偏差大小调节后输出压力参考值,以跟踪给定的滑移
率大小。防滑控制器上必须有赛车前轮和刹车机轮速度信号的调理电路,主要是为了得到反馈的滑移率。赛车速度信号是以自
由滚动的赛车前轮速度信号代替。在赛车的前轮与刹车机轮上都装有测速传感器,当轮子转动时,测速传感器会产生正弦波形式
的交流信号,机轮每转动一圈,测速传感器发出50个周期的正弦交流信号。正弦交流信号的振幅随轮子速度的变化而变化,其信号
为偏压2.5V,峰值为0.3V,最大信号幅值不超过5V的正弦波信号。将此正弦波信号转换成同频率的方波后送入DSP的捕获单元,
捕获方波相邻上升沿的计数值间隔ncapture,即可计算得到轮子的转速值V。由于CPUCLK为150MHz,捕获时基为其中的一个定
时器,n为 CPUCLK的分频系数,凡为轮子的滚动半径,那么轮子速度的计算式为:
调理电路如图1所示:
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