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基于OSEK/VDX的电动助力系统设计

基于OSEK/VDX的电动助力系统设计

点击数:7643 次   录入时间:03-04 11:38:25   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

  (3) Task3——电流反馈信号采集

  基本任务,用于采集电机反馈电流。该任务由Task5激活,系统只有在助力控制时才会激活此任务。该参数与目标电流的差值,通过PID调节器的控制,使电机迅速提供相应的扭矩,达到助力的目的。

  (4) Task4——故障诊断

  扩展任务,用于故障的监测和诊断。上电运行后,等待消息MsgSpeedErr,确定车速正常;等待消息MsgVoLTErr,确定电压正常;等待消息MsgTorqueErr,确定扭矩正常。一旦发生故障,该任务将立即断开继电器,使转向系统处于机械转向状态,避免事故发生。

  (5) Task5——助力模式选择

  基本任务,用于选择助力方式以及确定助力控制方式下的目标电流。此任务由Task2激活,通过车速和扭矩的大小,判断助力模式,在助力控制下通过助力特性曲线得到目标电流。此任务的执行次数与Task1和Task2相同,以保证助力方式和助力大小实时准确。

  (6) Task6——助力控制

  基本任务,助力控制,由Task3激活。通过Task5得到的目标电流,以及Task3电机反馈电流,采用PID调节器进行闭环控制,最后通过PWM脉宽调制控制助力电机。

  (7) Task7——回正控制

  基本任务,回正控制,由Task5激活。当汽车车速很高时,使电机两端短路,产生回正阻尼,减小回正超调;当汽车处于低速时,使电机两端迅速断路,减小电机阻力,使转向迅速回正。

  (8) Task8——阻尼控制

  基本任务,阻尼控制,由Task5激活。阻尼控制用于高速时的各种状态(回正、转向和直线行驶)。回正时,阻尼控制可减小系统超调;转向时,可增加阻力,使驾驶员得到较好的路感;直线行驶时,可减小路面对方向盘的冲击。

  3.2 任务优先级

  PICOS18采用占先式调度方式,即所有任务都是可占先的,每个任务都有一个确定的唯一的优先级,任务越重要优先级越高。由于助力控制(Task6)任务必须在合适的时刻运行,所以Task6优先级最高,回正控制(Task7)、阻尼控制(Task8)次之,其次是故障诊断任务(Task4),其余任务优先级按其激活的执行顺序确定。Task4在开始运行时处于等待状态如未监测到不正常信号则不再执行。Task1、Task2和Task5在按顺序执行完一个循环后,继续响应转速中断,重新执行。这种调度方式不仅能采集到最新的车速信号和扭矩信号,使EPS系统实时准确地提供助力,还能提高CPU利用率,充分利用硬件资源。

  3.3 任务配置(OIL)

  PICOS18通过taskdesc.c定义任务的各个参数,并且是用OSEK/VDX规范中的OIL(OSEK/VDX的实现语言,类似于一个C结构定义)编写的[5]。由于PICOS18没有提供GUI用于任务的配置,因此只能逐句编写。任务的参数定义结构如下:

程序

程序

  4 结论

  本文分析了EPS系统的结构、工作原理和3种控制方式。通过PIC18F458单片机的ECCP模块控制电机,实现了EPS系统在各种情况下的助力方式。采用嵌入式实时操作系统,不仅提高了CPU的利用率,确保了EPS系统的实时性要求,还提高了系统运行的稳定性、可靠性以及移植性。

  OSEK/VDX是汽车电子开发的国际性标准,采用OSEK/VDX规范开发的实时系统能够提高软件模块的移植效率、实现软件模块的重复利用及在不同电子控制单元之间的通信。采用OSEK/VDX进行汽车电控单元开发已成为发展趋势。

  参考文献

  [1] 胡建军,李彤,龚为伦,等.汽车转向技术进展分析[J].液压与气动,2006(12):17-20.

  [2] 陈卓,熊忠阳,李银国.基于OSEK/VDX操作系统的任务管理机制设计[J].计算机工程.2006,12(36):82-84.

  [3] 罗玉涛.现代汽车电子控制技术[M].北京:国防工业出版社,2006:174-202.

  [4] 龚黎明,辜承林.基于OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统PICOS18[J].电子技术. 2004(5):10-13.

  [5] OSEK/VDX.OSEK Implementation Language Version 2.5. 2004[OL].http://www.osekvdx.org.



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