Като доставчик на системи Steer by Wire (SBW), бях свидетел от първа ръка на трансформативната сила на тази технология в автомобилната индустрия. В основата на SBW система се намира алгоритъмът за управление, сложен набор от инструкции, които управляват работата на системата. В тази публикация в блога ще се задълбоча в тънкостите на алгоритмите за управление, използвани в SBW системите, изследвайки техните функции, видове и предизвикателства, пред които са изправени.
Разбиране на основите на волана чрез телени системи
Преди да се потопим в алгоритмите за управление, нека накратко да обобщим какво е волан по телесна система. В традиционната кормилна система воланът е механично свързан към колелата през серия от валове и връзки. За разлика от това, SBW система елиминира тази механична връзка. Вместо това сензорите откриват входа на волана на водача на волана, а електронните сигнали се изпращат до задвижващ механизъм, който контролира ъгъла на кормилното управление на колелата.
Тази настройка предлага няколко предимства, включително подобрена безопасност на превозните средства, повишена ефективност на горивото и потенциала за иновативни функции за помощ на водача. Въпреки това, за да се гарантира, че системата работи гладко и безопасно, е от съществено значение стабилен алгоритъм за управление.
Ролята на алгоритмите за контрол в управлението чрез телени системи
Алгоритъмът за управление в SBW система служи като мозък на операцията. Основните му функции включват:
1. Обработка на входния сигнал
Алгоритъмът обработва сигналите от сензорите на волана, за да определи точно ъгъл на управление на водача. Тези сензори измерват параметри като позиция, въртящ момент и скорост на волана. Алгоритъмът филтрира всякакъв шум или смущения в сигналите, за да осигури надежден вход.
2. Контрол на задвижването
Въз основа на обработените входни сигнали, алгоритъмът изчислява подходящия ъгъл на кормилото за колелата и изпраща команди до задвижващия механизъм. След това задвижващият механизъм регулира съответно ъгъла на кормилното управление. Алгоритъмът трябва да гарантира, че задвижването реагира бързо и точно на входа на водача, като същевременно поддържа стабилност и безопасност.
3. Откриване и диагностика на повреда
Една от критичните функции на алгоритъма за управление е да се наблюдава системата за неизправности и неизправности. Той непрекъснато проверява сигналите от сензорите и работата на задвижването. Ако бъде открита повреда, алгоритъмът може да предприеме подходящи действия, като например активиране на резервни системи или предупреждение за драйвера.
4. Интеграция с други системи за превозни средства
Системата SBW не работи изолирано. Той трябва да бъде интегриран с други системи за превозни средства, като системата за контрол на електронната стабилност (ESC) и антиблокиращата спирачна система (ABS). Алгоритъмът за управление се координира с тези системи, за да осигури безпроблемна работа и да подобри общата безопасност на превозните средства.
Видове алгоритми за контрол, използвани в steer от телени системи
1. Пропорционално - интегрално - производно (PID) контрол
PID контролът е един от най -често използваните алгоритми за управление в инженерните приложения, включително SBW системи. Той изчислява грешката между желания ъгъл на управление (зададена точка) и действителния ъгъл на управление (променлива на процеса). След това алгоритъмът настройва изхода на задвижването въз основа на три компонента: пропорционално усилване, интегрално усилване и производно усилване.
Пропорционалният термин осигурява незабавен отговор на грешката, интегралният термин натрупва грешката с течение на времето за премахване на стабилни грешки в състоянието, а терминът на производно предсказва бъдещото поведение на грешката за заглушаване на колебанията. PID контролът е сравнително лесен за изпълнение и може да осигури добри показатели в много ситуации.
2. Модел - базиран на контрол
Модел - Базирани алгоритми за контрол Използвайте математически модел на системата SBW, за да прогнозират неговото поведение и да определят оптималните контролни входове. Тези модели вземат предвид фактори като динамиката на задвижващия механизъм, характеристиките на системата за окачване на автомобила и пътните условия.
Използвайки модел, алгоритъмът може да предвиди отговора на системата на различни входове и съответно да коригира контролните сигнали. Базираният модел на модел може да осигури по -добра производителност от PID контрола, особено в сложни и динамични ситуации. Той обаче изисква точно моделиране на системата, което може да бъде предизвикателство.
3. Размито логическо управление
Fuzzy Logic Control е вид алгоритъм за контрол, който използва размити набори и размити правила, за да взема решения. Вместо да използват прецизни математически модели, размитият логически контрол се занимава с неточна и несигурна информация.
В SBW система може да се използва размито логическо управление за обработка на ситуации, при които входните сигнали са шумни или поведението на системата е трудно да се моделира точно. Алгоритъмът използва набор от размити правила, за да картографира входните променливи (като ъгъл на волана и скорост на превозното средство) към изходните променливи (като контролни сигнали на задвижването). Размитото логическо управление може да осигури стабилен и гъвкав контрол в широк спектър от работни условия.
Предизвикателства при разработването на алгоритми за контрол за управление от телени системи
1. Безопасност и надеждност
Безопасността е основният приоритет в SBW системите. Алгоритъмът за управление трябва да гарантира, че системата работи безопасно при всички условия, включително в случай на повреда или неизправност. Разработването на алгоритми, които могат да открият и обработват грешки бързо и ефективно, е значително предизвикателство.
2. Сложност на системата
Системите SBW са изключително сложни, включващи множество сензори, задвижващи механизми и електронни компоненти. Алгоритъмът за управление трябва да управлява тази сложност и да гарантира, че всички компоненти работят безпроблемно. Интегрирането на SBW системата с други системи за превозни средства допълнително добавя към сложността.
3. Фактори на околната среда
Производителността на SBW система може да бъде повлияна от фактори на околната среда като температура, влажност и пътни условия. Алгоритъмът за управление трябва да бъде достатъчно здрав, за да се адаптира към тези променящи се условия и да поддържа оптимална производителност.
4. Човешки - Машинен интерфейс
Алгоритъмът за управление също трябва да вземе предвид интерфейса на човешкото - машини. Той трябва да осигури естествено и интуитивно управление на водача, подобно на това на традиционната кормилна система. Постигането на това изисква внимателно калибриране на алгоритъма и отчитане на човешките фактори.
Бъдещето на алгоритмите за контрол в управлението от телените системи
Тъй като автомобилната индустрия продължава да се развива, търсенето на по -напреднали и интелигентни системи на SBW се увеличава. Бъдещите алгоритми за контрол вероятно ще включват изкуствен интелект (AI) и техники за машинно обучение.
AI -базирани алгоритми могат да се поучат от реални данни и да се адаптират към променящите се условия в реално време. Те също могат да оптимизират работата на системата въз основа на поведението и предпочитанията на водача. Например, алгоритъмът за управление на AI - захранване може да регулира чувствителността на кормилото въз основа на стила на шофиране на водача или пътните условия.
В допълнение, с развитието на автономните технологии за шофиране, SBW системите ще играят решаваща роля за осигуряването на напълно автономни превозни средства. Алгоритмите за управление ще трябва да бъдат допълнително подобрени, за да подкрепят сложните изисквания за автономно шофиране, като прецизно управление на управлението при различни сценарии на движение.
Заключение
Алгоритъмът за управление е ключът към успеха на системата Steer by Wire. Той играе жизненоважна роля за осигуряване на безопасността, производителността и надеждността на системата. Като доставчик на SBW системи, ние непрекъснато работим върху разработването и подобряването на нашите алгоритми за контрол, за да отговорим на развиващите се нужди на автомобилната индустрия.
Ако се интересувате от нашия волан от телени системи или искате да обсъдите по -подробно алгоритмите за управление, каним ви да се свържете с нас за преговори за поръчки. Екипът ни от експерти е готов да ви предостави най -добрите решения за вашите специфични изисквания.
Независимо дали търситеТел на волана,Шофиране с телесен комплект, или пълнаШофиране от телена система на волана, Имаме опит и опит да предоставяме продукти с високо качество.
ЛИТЕРАТУРА
- Karnopp, D., Margolis, DL, & Rosenberg, RC (2012). Динамика на системата: Единния подход. Уайли.
- Лий, Ки (1990). Fuzzy Logic in Control Systems: Fuzzy Logic Controller - Част I. IEEE транзакции на системи, човек и кибернетика, 20 (2), 404 - 418.
- Ogata, K. (2010). Съвременна контролна инженеринг. Prentice Hall.