基于RTOS和自动代码生成的EPS软件实现研究

【摘要】随着汽车电子化程度的不断提高，EPS在如今汽车上的应用越来越广泛。与传统的液压助力转向系统相比，EPS可以更好地实现汽车在高速和低速时不同的转向力感调节，同时也更加节约成本并降低油耗。在EPS控制器的开发过程中，合适的软件开发和测试环境对EPS的开发效率和产品的稳定性方面有着重要的影响，本文将基于RTOS和自动代码生成来进行EPS控制器的开发并且验证其可行性。传统的EPS控制器软件是由开发人员手工编写的，这种软件开发方法费时费力、调试困难，并且很容易引入人工错误。现在基于模型自动生成代码的软件开发方法正在成为主流。MATLAB/Simulink平台的EmbeddedCoder功能允许开发人员通过模型直接生成代码，但是其支持的芯片有限。本文EPS控制器采用的是飞思卡尔公司的MPC5634M芯片，作者将在MATLAB平台上开发针对MPC5634M芯片的自动代码生成环境，并且开发EPS所需要的驱动模块。在此基础上进行EPS控制器的软件开发，这将极大的提高软件开发效率并且简化软件的调试过程。另外本文将通过在EPS软件当中使用开源的μC/OS-II实时操作系统来提高软件的实时性和稳定性。其中首先是要实现μC/OS-II实时操作系统在MPC5634M芯片上的移植，并且验证移植后操作系统的正确性。为了在自动代码生成环境下使用μC/OS-II实时操作系统，作者实现了μC/OS-II实时操作系统向MATLAB自动代码生成底层环境的嵌入，通过修改特定的TLC文件、建立任务属性设定模块等措施，实现了对代码生成过程的控制并且生成符合μC/OS-II架构的软件代码。在包含μC/OS-II实时操作系统的自动代码生成开发环境下，本文探究了EPS控制当中电机电流对目标电流的跟随控制策略。在目标电流发生突变时，需要电机电流能够快速相应；而在目标电流处于稳态时，则要求电机电流更加稳定。采用固定PID参数实现电机电流跟随很难同时满足这两点要求。本文将采用变参数PI控制策略来实现电机电流的跟随控制，实现在任何工况下电流跟随的快速性和稳定性。通过定制的包含μC/OS-II的自动代码生成开发环境和MPC5634M驱动模块，本文将搭建EPS控制软件模型，并且直接生成控制代码后下载到制作的EPS控制器硬件当中。在EPS简易试验台上通过对比试验来验证变PI控制策略的效果，同时也验证了本文所建立的软件开发环境的正确性和高效性。
【作者】林枫；
【导师】陈静；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】电动助力转向；自动代码生成；μC/OS-II；电流跟随；

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