基于PXI 平台的新一代底盘实验平台研发-电子工程世界

　　应用领域：控制与仿真

　　挑战：根据新一代底盘发展趋势搭建了四轮独立驱动及转向的新一代底盘实验平台，并对其控制算法及运动特性进行研究。

　　应用方案：使用National Instruments 公司的LabVIEW 软件及PXI 控制新一代电动车地盘运动状态及控制策略。

　　使用产品：

　　LabVIEW 8.6 软件开发平台;

　　PXI-1031 4 槽3U PXI 机箱;

　　PXI-8106 双核2.16GHz 嵌入式实时控制器;

　　PXI-6229 M 系列数据采集卡;

　　PXI-8461 高速CAN 接口卡;

　　CompactRIO-9853 高速CAN 接口模块

　　介绍

　　由于电机性能的提高、线控技术的发展，使轮边独立驱动与转向车辆成为可能。有学者称未来的车辆可能是一个电脑与四个轮子的组合。此种车辆的一个重要特点即为它的特性是由机械平台和电子系统及控制算法特性共同决定的。本项目是对新一代车辆底盘的发展趋势进行初步的探索验证，采用基于NI 公司的PXI 平台驱动集成在轮边的驱动及转向电机，使用LabVIEW 软件对其进行控制使得汽车可以完成前轮转向、后轮转向、四轮同向转向、四轮异向转向、绕任意点原地转向、斜行等多种运动模式，并且可以通过变换不同的控制算法，实现不同的车辆特性，而且也可以实车验证车辆的控制算法。

　　新一代底盘实验平台

　　由于电控技术的迅速发展，我们可以预知新一代底盘将会含有大量的电器电子设备，相关研究表明在未来的二十年里，车辆的电子电器设备成本将会占到整车的 50%。因此研究新一代底盘的性能将会主要集中于控制策略及算法的研究。这也是我们搭建新一代底盘实验平台的原因。新一代底盘演示平台采用了八个电机四轮独立驱动，独立转向，同时为了减少转向电机的无用功降低能耗并提高转向灵敏性采用了零偏置的主销，既主销的各个参数均为零。而且，整车采用了线控转向技术，同时可以根据转向电机的反馈由力矩电机生成力感。整车均由锂电池组供电，因此电池技术也是本项目研究课题之一。

　　PXI 硬件控制平台

　　由于实验平台主要是电器电子为主体，所以需要选择高性能、高精度的中控机，才能达到实时处理电器电子的反馈信息并根据此及驾驶员意愿调整车辆的运动状态，并且可以方便快捷更改控制策略，验证不同的控制算法。所以我们选择了NI 公司的PXI-8106 这款高效处理器处理作为中央处理器，PXI-6229 M 作为数据采集端口， CompactRIO-9853 作为处理器与驱动电机及转向电机通讯接口。选择LabVIEW 作为软件控制平台是由于它是一种基于图形化的编程语言的环境，便于开发者设计、调试程序，而且显示端面可以作为整车的人机交互接口，使整车操控更加人性化、简洁化。另外，LabVIEW中集成了数据采集、串口控制、数据分析处理显示等强大的数据库。在PXI-8106处理中可以很流畅的运行LabVIEW程序，处理数据。同时可以规定程序运行的级别，根据不同的工况及控制策略决策出控制级别。