基于FPGA车速估计器的实现及通信设计

基于FPGA车速估计器的实现及通信设计

作者:师大云端图书馆 时间:2019-10-15 分类:参考文献 喜欢:2886
师大云端图书馆

【摘要】当今,汽车已经成为一种普遍的交通工具,而由汽车引起的各种问题,尤其是交通事故居高不下已成为社会的关注热点。因此,汽车的主动安全性和操纵稳定性便成为了各个高校和研究中心的主要课题,各种主动安全系统也应运而生,例如,防抱死刹车系统(Anti-lockedBrakingSystem,ABS)、驱动防滑系统(AccelerationSlipRegulation,ASR)、自适应巡航系统(AdaptiveCruiseControl,ACC)等。汽车中,这些主动安全控制系统的可靠性往往又依靠于行驶车辆的各种状态参数,如车辆行驶速度、汽车侧倾角、轮胎压力等。在现实生活中,出于经济性考虑,这些参数通常不适合直接测量。针对这一问题,本文采用间接估计的方法设计了车速估计器,并在FPGA(FieldProgrammableGateArray)上进行硬件实现,具体的研究内容如下:首先,针对汽车的构造、轮胎模型和汽车的动力学进行学习。在此基础上,在MATLAB/Simulink中搭建了八自由度车辆模型,将八自由度车辆模型作为后续仿真的验证平台。其次,通过查找和阅读大量的文献,分析和对比各种先进的估计算法,针对车辆行驶的非线性特性,选择无味卡尔曼滤波算法(UnscentedKalmanFilter,UKF)做为车速估计器的核心算法。在确定汽车状态变量参数之后,给定汽车的离散状态方程和离散观测方程,完成车速估计器设计。为了验证车速估计器的可行性和有效性,车速估计器将在搭建的八自由度车辆模型验证平台上进行原理性验证仿真实验。再次,因为车辆速度是一个时变性很强的参数,为了满足这一参数的实时性要求,选择FPGA做车速估计器的硬件设计。在实现硬件车速估计器的过程当中,所有的数据均采用二进制单精度浮点数,这不仅加大了车速的估计范围,还增加了车速估计器的精度。完成车速估计器硬件实现之后,通过MATLAB和ModelSim的联合仿真来验证车速估计器的实时性和有效性。仿真结果表明,车速估计器的误差保持在20%以内,车速估计器的一次估计时间为58.42μs。最后,通过对比分析各种汽车数据传输总线,选择CANbus总线作为车速估计器的数据传输总线。同时,详细的介绍了CAN总线的通信MCP2515模块,并在此基础上设计了MCP2515的通信程序和测试实验。
【作者】孟凡坤;
【导师】解小华;
【作者基本信息】吉林大学,控制工程,2014,硕士
【关键词】无味卡尔曼滤波算法;车速估计器;FPGA;硬件实现;MCP2515;

【参考文献】
[1]袁利.基于聚类的协同过滤个性化推荐算法研究[D].华中师范大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[2]石建东.α,β不饱和醛加氢反应的机理研究[D].广西大学,化学工艺,2004,硕士.
[3]岳晓红.河南省高级田径教练员现状调查与分析研究[D].河南大学,体育教育训练学,2004,硕士.
[4]张红亮,陈湘涛,邹忠.我国氧化铝工业自动控制及信息系统的研究进展[J].冶金自动化,2006,03:1-7+21.
[5]林琦.基于STOA的小快拍下波束形成算法研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[6]包媛.Sol-Gel法制备ZAO薄膜及其性能研究[D].辽宁大学,原子与分子物理,2012,硕士.
[7]任艳艳.论日本研修生制度改革与赴日劳务人员的权益保护[D].山东大学,法律(专业学位),2013,硕士.
[8]佘琳芳,陈菁珏,常乐,任梓铭,夏宜平.两种石蒜属植物花器官愈伤组织诱导及其亚显微结构观察[J].核农学报,2014,10:1798-1805.
[9]姜敏敏.人物性格特征在中文故事阅读理解中的预期作用[D].河北师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[10]刘文奇,余高锋,胥楚贵.多目标决策的激励策略可行解[J].控制与决策,2013,06:957-960.
[11]宋达玮.EGCG对去势大鼠骨量丢失的预防效果和可能的机制研究[D].苏州大学,骨外科,2014,硕士.
[12]刘程军,蒋天颖,华明浩.智力资本与企业创新关系的Meta分析[J].科研管理,2015,01:72-80.
[13]周薇.居民主观幸福感调查及其与收入水平、欲望的研究[D].湖南师范大学,基础心理学,2013,硕士.
[14]李俊.浙江省医药企业技术创新研究[D].浙江工业大学,2006.
[15]梁靓.生存型创业与机会型创业的行业和路径比较[D].浙江工业大学,2009.
[16]孙涛.基于ATMEGA128的侦察机器人运动控制系统设计[D].湘潭大学,计算机技术,2011,硕士.
[17]陆介平,刘月波,倪巍伟,刘同明,孙志挥.基于PrefixSpan的快速交互序列模式挖掘算法[J].东南大学学报(自然科学版),2005,05:38-42.
[18]巴隆业.方草捆捡拾压捆机压捆室设计及有限元分析[D].内蒙古农业大学,机械工程,2013,硕士.
[19]曹庆山.泰州市城市排涝计算机辅助规划设计系统研究[D].扬州大学,农业水土工程,2012,硕士.
[20]陈吉.政府的安全生产监督管理研究[D].苏州大学,公共管理(专业学位),2014,硕士.
[21]任倩.“五四”女作家的自我书写与建构[D].河北师范大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[22]朱月.含动态轧制力的冷轧机非线性垂直振动特性及控制研究[D].燕山大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[23]刘愿.国有上市公司融资的软预算约束研究[D].华南师范大学,西方经济学,2004,硕士.
[24]张文生,何樵登.约束走时层析成像[J].石油地球物理勘探,1997,01:68-74+154.
[25]董立峰.论反不正当竞争法对消费者权益的保护[D].首都经济贸易大学,法律(专业学位),2013,硕士.
[26]罗惜.《朱子语类》反复问句研究[D].苏州大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[27]刘杨.农村小产权房买卖实证研究[D].沈阳师范大学,法律,2013,硕士.
[28]吴迪,武岳,杨庆山,陈龙.围护结构非高斯风压极值估计的改进独立风暴法[J].建筑结构学报,2014,05:151-156.
[29]门雪莹.数据清洗系统中不一致数据修复子系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机技术,2013,硕士.
[30]管延峰.柔性基础多支承非线性隔振系统动力学分析[D].山东大学,机械工程,2013,硕士.
[31]杜奕,卢德唐,许卫.一种基于流数据统计的加权组合预估算法[J].计算机与现代化,2005,08:17-19+74.
[32]张雨思.基于科学争论理论的物理教学策略研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[33]孙芳芳.论拒不支付劳动报酬罪的立法完善与司法适用完善[D].吉林大学,法律,2012,硕士.
[34]张伶.“风乎舞雩,咏而归”[D].海南大学,中国哲学,2014,硕士.
[35]周运会.基于语料库的《说文解字》字汇隐喻研究[D].福建师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[36]常成尧.宁波市杭州湾新区外宣文本英语实践报告[D].东华大学,英语翻译(专业学位),2014,硕士.
[37]徐春华.利用TTI法恢复原始地层厚度实例[J].石油地球物理勘探,1996,01:131-135+166.
[38]贾欢渝.千米摩天大楼热压分布及防排烟的数值模拟研究[D].哈尔滨工业大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[39]刘莉.浅析中国制定和实施北极战略的必要性[D].吉林大学,国际政治,2014,硕士.
[40]崔鲁江.中外联合办学背景下大学生价值观教育研究[D].黑龙江大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[41]袁震.佛教善恶观及其当代价值研究[D].青海师范大学,中国哲学,2012,硕士.
[42]李雪斌.基于粗糙集理论的规则挖掘方法研究[D].江西师范大学,2002.
[43]余国康.凝固条件及热处理对Mg-xZn-3Y-0.7Zr-0.2Sb合金组织和性能的影响[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2013,硕士.
[44]支旭然.基于液质联用技术的槐角苷药动学研究及槐角丸与连翘叶多组分分析[D].河北医科大学,药物分析学,2014,硕士.
[45]唐伟勤.复杂系统非线性评估技术[D].武汉理工大学,应用数学,2004,硕士.
[46]秦旭.论华兹华斯浪漫主义情感美学[D].华中师范大学,比较文学与世界文学,2003,硕士.
[47]张学金.汽车生产过程中的车体跟踪及调度系统研究[D].上海交通大学,软件工程,2013,硕士.
[48]江霞.文学阅读教学与学生的个性培养[D].华中师范大学,学科教学论,2003,硕士.
[49]余萍萍.雌激素对卵巢去势吸烟大鼠种植体周围骨的影响[D].滨州医学院,口腔临床医学,2011,硕士.
[50]张涛,李国岫,虞育松,李岩,王梦,陈君.基于1N级ADN推力器结构参数优化的仿真研究[J].载人航天,2015,03:309-314.

相关推荐
更多