本文搭建的四輪轉(zhuǎn)向平臺(tái)是由一個(gè)帶有渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)的直流伺服電機(jī),電磁離合器和普通的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成。其中電機(jī)電源為DC12V,減速比設(shè)定10: 1(可調(diào)),電磁離合器電源:DC48V，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖2所示?？刂撇呗圆捎们梆伜头答佅嘟Y(jié)合的直接橫擺率閉環(huán)控制，其中由絕對(duì)式角位移傳感器采集前輪轉(zhuǎn)角信號(hào);后輪轉(zhuǎn)角由精度較高的增量式光電編碼器得到;車速由五輪儀獲得;后輪轉(zhuǎn)向由直流伺服電機(jī)經(jīng)過(guò)電磁離合器連接機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn);ECU硬件電子系統(tǒng)核心由TMS320F2812構(gòu)成，結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示:

圖2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖3 結(jié)構(gòu)框圖

4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與仿真

根據(jù)上文設(shè)計(jì)的控制策略，ECU單元要采集前輪轉(zhuǎn)角信號(hào)、后輪轉(zhuǎn)角信號(hào)、輪速信號(hào)并經(jīng)過(guò)CPU運(yùn)算輸出電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓，實(shí)現(xiàn)后輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向。本文用C語(yǔ)言編制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的控制算法，并在仿真器連接的情況下，在CCS(Code Compose Studio)環(huán)境下完成硬件在環(huán)仿真調(diào)試。CCS2000是TI公司針對(duì)TMS320C2000系列DSP提供了一套基于Windows的DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，也是目前最優(yōu)秀的DSP開(kāi)發(fā)軟件。在CCS環(huán)境下，可進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)、調(diào)試、編譯、鏈接，支持匯編及C/C++進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，強(qiáng)大的調(diào)試工具如斷點(diǎn)、探針、剖析及圖形顯示等，并最終可以進(jìn)行輸出目標(biāo)文件的燒錄。

4.1 前輪轉(zhuǎn)角信號(hào)采集
前輪轉(zhuǎn)角由絕對(duì)式角位移傳感器得到，輸出電壓與前輪轉(zhuǎn)角成線性正比例關(guān)系，范圍0~12V。本文采用CS4U9806板的ADCHA0引腳采集，采樣外圍電路DSP芯片內(nèi)部集成。此板單通道采樣時(shí)間200nS，輸入信號(hào)范圍可通過(guò)跳線選擇-5～+5V,0～10V,0～20V，默認(rèn)－5～＋5V。由于前輪轉(zhuǎn)角范圍有限，故跳線選擇0～10V，采樣頻率設(shè)為96HZ。部分程序設(shè)計(jì)過(guò)程如下:
AdcRegs.ADCMAXCONV.all=0x0002;
// 設(shè)置最大轉(zhuǎn)換通道寄存器為2; AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x0;
// 設(shè)置ADCHAO通道連續(xù)采樣3次;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x0;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV02 = 0x0;
EvaRegs.T2CMPR=0x0080;
// 設(shè)置定時(shí)器2的比較寄存器;
EvaRegs.T2PR=0xFFFF;
// 設(shè)置定時(shí)器2的周期寄存器;
EvaRegs.GPTCONA.bit.T2TOADC=3;
// 使能比較中斷來(lái)啟動(dòng)采樣模塊;
EvaRegs.T2CON.all=0x1442;
// 使能比較單元，采樣頻率為96HZ;
interrupt void adc_isr(void)
// 采樣中斷服務(wù)子程序;
{ voltf0 = AdcRegs.ADCRESULT0/16;
// 對(duì)三次連續(xù)采樣求均值，提高精度;
voltf1=AdcRegs.ADCRESULT1/16;
voltf2=AdcRegs.ADCRESULT2/16;
averagef=(voltf0+voltf1+voltf2)/3.0;
deltaf=(averagef-2970.0)*3.2133/(4096-2970.0); } //計(jì)算前輪轉(zhuǎn)角，取弧度;