基于ARM的汽车电子稳定控制系统设计

论文摘要

ESP系统（Electronic stability Program,电子稳定程序,在欧洲称为ESP,而在美国和日本则称为VDC,vehicle Dnamics Control,即车辆动力学控制系统）是德国Bosch公司1995年推出的用于改善车辆操纵稳定性的一种车辆动力学控制系统。它是一种新型主动安全性控制系统,是继汽车防抱死制动系统和牵引力控制系统之后发展起来的。它能够根据驾驶员的意图、路面状况及汽车运动状态控制车辆的运动,防止出现危险状况,从而更有效、更显著地提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。汽车ESP控制系统是一个复杂的系统,其控制方法是目前汽车界研究的热点。本文通过阅读大量的文献,做了以下一些工作:1.了解了ESP系统的原理和工作过程,分析了汽车系统的模型和ESP的控制系统结构,最后以实测横摆角速度和理想横摆角速度之间的偏差为控制器的输入变量,用逻辑门限值控制算法实现对ESP的控制。2.根据汽车ESP系统控制的实时性要求,本文以支持实时仿真的32位ARM处理器LPC2292为核心,进行了基于逻辑门限值控制算法的ESP控制器开发,并扩展了外围硬件电路,包括:轮速调理电路、电磁阀和回液泵电机驱动电路及液晶显示电路等。3.引入了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ并成功移植到LPC2292上,阐述了ESP控制系统各功能模块软件的设计思想和实现方法,完成了ESP控制系统的软件设计。4.对所设计的系统进行了基于LabVIEW平台的硬件在环仿真试验,验证了本文所使用的控制策略。结果表明:汽车ESP控制系统的硬件电路设计合理可行,软件所采用的控制策略正确、有效,整个系统运行稳定可靠,有效地改善了汽车横向操纵稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车主动安全性研究概况和意义
• 1.2 汽车ESP 系统的研究现状
• 1.2.1 国外ESP 系统的发展概况
• 1.2.2 国内ESP 系统的发展概况
• 1.3 汽车ESP 系统的控制方法简介
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 汽车 ESP 系统分析
• 2.1 汽车ESP 系统的原理和工作过程
• 2.2 汽车ESP 控制结构
• 2.3 汽车动力学模型的分析
• 2.3.1 汽车动力学模型
• 2.3.2 轮胎模型
• 2.3.3 参考模型
• 2.4 汽车ESP 系统的逻辑门限控制策略
• 第三章 汽车电子稳定程序系统硬件设计
• 3.1 系统ECU 的总体结构
• 3.2 LPC2292 及其最小系统
• 3.3 轮速信号调理电路
• 3.3.1 轮速传感器工作原理
• 3.3.2 轮速信号调理电路
• 3.4 电磁阀和回液泵电机驱动电路
• 3.4.1 电磁阀驱动电路
• 3.4.2 回液泵电机驱动电路
• 3.5 制动踏板电路
• 3.6 液晶显示电路
• 3.7 CAN 总线通信电路
• 3.8 硬件抗干扰设计
• 第四章 基于μC/OS-Ⅱ的系统软件设计
• 4.1 μC/OS-Ⅱ操作系统简介
• 4.2 基于μC/OS-Ⅱ的系统软件总体结构
• 4.3 μC/OS-Ⅱ在LPC2922 微处理器上的移植
• 4.3.1 和应用配置相关的文件修改
• 4.3.2 和硬件结构相关的文件修改
• 4.4 各个任务的软件设计
• 4.4.1 车身状态计算
• 4.4.2 轮速捕获程序
• 4.4.3 控制策略选取
• 4.4.4 回油泵电机和电磁阀控制
• 第五章 汽车ESP 硬件在环试验
• 5.1 引言
• 5.2 labview 中图形的建模
• 5.2.1 labview 系统简介
• 5.2.2 labview 中整车模型的建立
• 5.3 ESP 实时仿真平台的构建
• 5.3.1 实时仿真平台的构建方案
• 5.3.2 硬件环境的构建
• 5.3.3 软件环境的构建
• 5.4 硬件在环试验
• 5.4.1 试验设备与仪器
• 5.4.2 试验结果及分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与建议
• 6.1 总结
• 6.2 建议
• 参考文献