目录

前言

AUTOSAR研究现状

平衡控制的研究现状

AUTOSAR架构分析及系统的动力学模型建立

2.1  AUTOSAR体系架构分层

2.2  小车倒立摆系统的动力学模型建立

2.2.1  动力学模型建立

2.2.2  系统传递函数

2.3  系统分析

2.3.1  拉普拉斯变换后系统的实际模型

2.3.2  系统根轨迹分析

2.3.3  系统单位阶跃响应分析

2.3.4  系统单位冲激响应分析

倒立摆平衡控制算法的研究

3.1  线性二次型最优控制算法

3.1.1  LQR控制方法

3.1.2  系统状态空间方程

3.1.3  LQR控制器的设计

 3.2  比例积分微分控制算法

3.2.1  PID控制方法

3.2.2  数学模型

3.2.3  PID控制器的设计

AUTOSAR架构下小车倒立摆系统设计

4.1  AUTOSAR架构下小车倒立摆系统结构

4.2  基础软件层设计

4.2.1  MCU驱动

4.2.2  PORT驱动

4.2.3  PWM驱动

4.2.4  SPI驱动

4.2.5  GPT驱动

4.3  应用软件层设计

实验平台搭建与结果分析

5.1  小车倒立摆系统实验平台设计与搭建

5.1.1  核心控制板

5.1.2  直流电机

5.1.3  电机驱动芯片

5.1.4  编码器

5.1.5  OLED

5.1.6 小车倒立摆实物图

5.1.7  AUTOSAR开发环境搭建

5.2  实验结果分析

5.2.1  LQR控制算法实验结果

5.2.2  PID控制算法实验结果

前言

伴随着摩尔定律逐渐接近极限，以及新兴技术领域包括5G、大数据、人工 智能、物联网等的兴起，汽车电子及嵌入式软件技术也发生了很大的改变，尤其 是人工智能和车联网等技术的发展给汽车电子行业带来了新的活力。而消费者对 汽车的要求也越来越高，便捷性、安全性、舒适性、经济性和环保性以及更高的 性价比都成为了消费者购买汽车过程中需要考虑的因素。而这些因素也成为了汽 车制造商和零部件开发商共同追求的目标。特别是国内整个汽车行业对自动驾驶、 计算机视觉等技术的研究方兴未艾，给汽车电子的嵌入式技术和人工智能技术的 发展带来了巨大的推动力，因此，汽车电子系统变的更加复杂，不仅需要具备了 更多更强、运算速度更快的控制单元，还需要更多更高速的数据传输功能[1]。
汽车电子软件传统的开发模式已经不适应如今日益复杂化的软件系统，急需 新型的、高效的汽车电子软件架构来替代传统汽车电子软件的开发方式。为应对 汽车电子系统上复杂的设计，领先的汽车原始设备制造商和一级供应商联合建立 了AUTOSAR，AUTOSAR定义了一套支持功能驱动的、分布式的汽车电子软件开 发方法和ECU上的软件架构标准，以适用于不同的汽车EC