TSMasterHIL实时仿真系列4-打通ECU算法与整车模型之间的桥梁

zhang, yaping — Tue, 27 Sep 2022 08:20:58 +0000

本文主要介绍如何基于TSMaster打通ECU算法与整车模型之间的桥梁。

一、SDK融入TSMaster运行环境

由于此视频采用了CarSim controller自带的CarSim engine客户端，需要对代码库做一些配置，也就是需要引用CarSim controller开发包的相关sdk文件。我们打开ABS算法小程序的代码库。

向上进入common文件夹，这个文件夹可存放多个小程序公共的头文件和代码文件，我们将SDK文件拖入此文件夹中。

接着转到全局定义中，第一行代码，引用一个C++头文件 #include “CarSimAPIUtilities.hpp”。

随后点击编译，可以看到，SDK也融入了TSMaster的运行环境中。

接下来我们就可以通过调用SDK来轻松控制动力学模型了。

我们可以使用CarSim engine自带的这 47 个API函数来操作CarSim，当然也可以选用基于CarSim engine开发的SDK来实现，相比起来SDK的函数更加简洁，它将整个 CarSim的控制分为三个阶段：初始化、运行、和结束运行。

初始化函数名为 callback_setup，放在程序启动事件中。

运行函数名为 callback_start_carsim，放在step函数中，并且让它只执行一次；这需要再申请一个全局变量 vToStart，来实现单次操作。

结束运行函数名为 callback_teardown，放在程序停止事件中；写完后我们编译程序，运行程序。

接下来我们尝试加速车辆，并在车速高于80kph时，紧急制动，要完成这个操作，只需要在我们的ABS小程序中，再自定义两个API函数即可，我们将这两个函数分别命名为acc和brake。

在acc中，我们操纵油门，此时需要到CarSim controller中拷贝输入变量名，throttle，cs->IMP_THROTTLE_ENGINE = 0.6;

在brake中，我们模拟驾驶员以150 bar的压力踩下制动踏板进行紧急制动，这就需要设置主缸压力为15MPa，我们设置一个全局变量 vPMC 来接收这个主缸压力，同时，还需要到全局定义中声明这个 vPMC。

为了对比有无ABS的制动效果，我们首先尝试没有ABS算法的情况，那么这个压力将直接作用在四个轮缸上，这里还需声明一个变量 vHasABS，默认为假。

接着来到step函数中，通过 vHasABS 来区分算法的执行与否，若没有执行算法，则直接赋值轮缸压力。

完成逻辑之后，我们需要观测轮速和压力，这些变量都来自于整车模型，如何观测呢？我们可以使用小程序的变量将其表达出来。

转到变量组上，点击右键添加变量表，依次输入车速，行驶距离，油门，各个轮速和各个压力值。点击确定后，一系列变量变申明好了，与全局定义不同的是，这些变量是系统变量，可以被其他小程序，或是被graphics或者面板等等窗口获取并自动绘制曲线。

我们回到step函数，需要依次对这些系统变量进行赋值，赋值使用set操作

v.set(cs->VX);

station.set(cs->STATION);

throttle.set(cs->IMP_THROTTLE_ENGINE);

vFL.set(cs->VX_L1);

vFR.set(cs->VX_R1);

vRL.set(cs->VX_L2);

vRR.set(cs->VX_R2);

pFL.set(cs->IMP_PBK_L1);

pFR.set(cs->IMP_PBK_R1);

pRL.set(cs->IMP_PBK_L2);

pRR.set(cs->IMP_PBK_R2);

随后运行程序，打开系统变量表，就可以看到我们为这个小程序添加的一系列监控变量。

我们打开graphics，将图形分为三栏，上栏显示速度，中栏显示压力，下栏显示油门和行驶距离等信息，随后添加各个系统变量进行观测。

再转到自动化模块中，将我们现有的逻辑做一些修改，也就是启动后等待车辆加速到80公里每小时，再进行制动，只有制动到车速为0时，才停止仿真。