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标题: 基于DSP的智能刹车控制系统研究 [打印本页]

作者: yuchengze 时间: 2018-9-9 10:07 标题: 基于DSP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。

1 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

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

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CY7C1041CV33。DSP既可以使用片内程序存储器，也可以使用片外程序存储器，这由引脚XMP刀MC决定的。JTAG接口。在程序需要调试时，程序下载是通过JTAG接口完成的，这个接口经过仿真器与PC机的并行口相连。

2、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ADC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：

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