基于虚拟仪器的汽车ESP系统虚拟实验平台开发设计文献综述

 2022-04-28 22:35:51

文献综述

  1. 研究背景

目前汽车已经走进了千家万户,人们对于行车安全的关注度也越来越高,据统计有40%的交通事故和稳定系统有关。汽车电子稳定系统是目前汽车稳定系统的主流发展方向。汽车稳定试验台架是根据国家相关标准建立的研究电子稳定系统的实验设备。建立试验台架的虚拟试验平台有利于提高ESP性能的研究效率,还可以节省人力、物力、财力。所以对于试验台架虚拟试验平台的研究意义重大。

根据现在的汽车工程测试的各种情况, 建立灵活变化、功能强大、成本低廉的汽车电器虚拟测试系统是我们现在汽车测试的迫切要求, 这种虚拟测试系统可以按照每一工程测试的要求, 自由增减测试系统配置, 通过各自利用配置系统单元器件,充分使用已有的系统化的标准化资源, 以直观和有效的方式提高工程测试技术综合应用的效率。

电子稳定程序系统(ESP)是英文Electronic Stability Program的缩写,中文译成“电子稳定程序”。ESP系统的功能是监控汽车的行驶状态,在紧急躲避障碍物或转弯时出现不足转向或过度转向时,使车辆避免偏离理想轨迹。它综合了ABS(防抱死制动系统)、BAS(制动辅助系统)和ASR(加速防滑控制系统)三个系统,功能更为强大。

  1. 国内外研究情况

2.1国内研究现状

电子稳定系统试验台架是根据国家汽车行业相关标准所建立的电子稳定系统实验平台。试验台架具有真实性、可靠性、易操作性等特点。对转向台架进行数据流和波形的研究。中国科技大学针对各类物理实验设计了仿真教学系统,系统包括实验讲座、实验课程介绍、相关资料库、仿真实验、设计性实验以及实验室管理共六个模块,实验课程包括基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验等,通过此虚拟教学系统将实验设备介绍、实验指导以及实验操作融为一体。北京理工大学自动化学院开发的远端控制虚拟教学实验室系统,该系统由实验设备、服务器、客户端构成,学生可以通过登录网站选择相关的演示实验或者创新设计性实验,课程包括自动控制原理、伺服控制系统以及机电系统设计与控制等。从汽车ESP电子稳定系统教学出发,可以实现简单的仿真实验。

2.2国外研究现状

汽车ESP系统用电动机直接提供助力 , 助力大小由电控单元(ECU)控制。它能节约燃料, 提高主动安全性, 且有利于环保, 是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术 ,所以一经出现就受到高度重视。国外汽车公司对ESP的研究已经有20 多年的历史, 但是以前一直没有取得大的进展, 其主要原因是 ESP 的成本太高。近几年来 ,随着电子技术的发展, 大幅度降低 ESP 的成本已成为可能, 加上ESP具有一系列优点, 使得它越来越受到人们的青睐。

在美国,目前已在多个学科领域形成了较完善的虚拟实验室体系,在航空领域的应用更为成熟,NASA针对航空航天开发了诸如空间站运行、维护以及操作的虚拟培训体系。美国麻省理工学院针对微电子器件特性的测量建立的微电子网络实验室,用户可以在任意时间和地点,通过网络使用支持JAVA的浏览器登陆实验室,在图形界面完成一些实验配置操作即可设计并修改电路模型,按照自己的想法利用网络技术操作远端实验室中真实的硬件设备来进行验证性实验如进行微电子器件的电流、电压测量,并且还可以下载图形化显示的测量结果,现在该系统经过改进已支持移动终端操作如手机、平板电脑等。新加坡国立大学基于web构建的虚拟实验室系统,该系统包括示波器实验、耦合水槽实验以及远程机器人操作等,用户端的控制程序中加入了图像以及音频反馈,在做实验的过程中能够通过摄像头动态传输实验现场的状况。这是一套集数据采集、分析、处理、图形绘制、数据显示等一体的电动助力转向性能试验台测试系统,该测控系统主要用于对EPS 的输入、输出扭矩,电动机的吸收电流、马达电流和电动机提供的助力扭矩等信号的检测并对某型汽车的循环球式 ESP 系统进行基础性能试验。

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