基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架及其控制方法，所述驾驶舱台架包括底座本体和设置于所述底座本体上的安装模块，所述安装模块包括基座本体、转向装置，所述转向装置与所述基座本体连接以带动所述基座本体在所述底座本体上进行平面移动，所述基座本体上设置有平面导向装置，所述平面导向装置包括平行设置的两条横向导轨、设置于一条所述横向导轨上的横向电机、设置于另一条所述横向导轨上的横向跟随装置、两端分别与所述横向电机和所述横向跟随装置连接的纵向导轨、设置于所述纵向导轨上的纵向电机，所述纵向电机上安装有垂向调节装置。本发明可以对驾驶舱台架上踏板、座椅、方向盘位置根据需求进行自适应调整。

权利要求

1.一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，包括底座本体和设置于所述底座本体上的安装模块，所述安装模块包括基座本体和转向装置，其特征在于：所述转向装置与所述基座本体连接以带动所述基座本体在所述底座本体上进行平面移动，所述基座本体上设置有平面导向装置，所述平面导向装置包括平行设置的两条横向导轨、设置于一条所述横向导轨上的横向电机、设置于另一条所述横向导轨上的横向跟随装置、两端分别与所述横向电机和所述横向跟随装置连接的纵向导轨、设置于所述纵向导轨上的纵向电机，所述纵向电机上安装有垂向调节装置，所述垂向调节装置包括第二垂向连杆和角度调节部件，所述第二垂向连杆的下端设置有垂向电机，上端设置有所述角度调节部件，所述角度调节部件包括挡板电机；

所述横向电机的输出轴上设置有横向压力传感器，所述纵向电机的输出轴上设置有纵向压力传感器，所述垂向电机的输出轴上设置有垂向压力传感器，所述挡板电机的输出轴上设置有挡板压力传感器，所述横向压力传感器、所述纵向压力传感器、所述垂向压力传感器和所述挡板压力传感器均与控制器连接用于向所述控制器传输压力信号，所述横向电机、所述纵向电机、所述垂向电机、所述挡板电机和所述转向装置均与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制信号以及向所述控制器反馈位置信息；

所述控制器分别判断各压力传感器采集的压力数值是否在正常范围内，若是，将处于正常范围内的压力对应的电机锁止；若否，基于PID反馈控制模式向处于正常范围外的压力对应的电机发送控制信号，控制对应的电机进行正转或反转，直至其上设置的相应的压力传感器采集的压力信息处于正常范围内；

所述控制器对各电机进行PID反馈控制的三个控制参数KP，KI，KD分别为：

其中， 、 、 均为常数且与电机额定转速、功率因数、额定转矩正相关，且对于同一型号电机， 、 、 的值固定；Fi为对应电机上设置的压力传感器的设定数值；Kpi，KIi，KDi为预设的PID参数；t代表第t个采样周期，Ft为第t个采样周期对应电机上设置的压力传感器实时检测到的数值，T为累加的采样周期的个数，其取值为对应电机的额定功率值取整；

所述安装模块还包括吸附固定装置，所述吸附固定装置包括电磁铁、电磁铁轨道和吸附弹簧，所述电磁铁轨道靠近所述底座本体的一端悬空，另一端与所述基座本体固定连接，所述电磁铁套设于所述电磁铁轨道上，所述吸附弹簧套设于所述电磁铁轨道上，其一端与所述基座本体固定连接，另一端连接所述电磁铁，所述电磁铁与控制器连接。

2.如权利要求1所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，其特征在于：所述垂向调节装置还包括第一垂向连杆和安装板，所述第一垂向连杆的下端固定于所述纵向电机上，上端为中空管状结构，所述中空管状结构内设置有垂向导轨，所述角度调节部件与所述安装板连接，所述垂向电机设置于所述垂向导轨上。

3.如权利要求2所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，其特征在于：所述角度调节部件还包括铰链球部、减速器和铰链半球部，所述铰链球部与所述第二垂向连杆的上端固定连接，所述铰链球部还与所述挡板电机连接，所述挡板电机的输出轴与所述减速器连接，所述减速器的输出轴与所述铰链半球部连接，所述铰链半球部还与所述安装板固定连接。

4.如权利要求2所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，其特征在于：所述第二垂向连杆包括一字型第二垂向连杆和L型第二垂向连杆。

5.如权利要求2所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，其特征在于：所述安装板上设置有安装点阵，所述安装点阵包括至少两个安装孔；所述平面导向装置还包括固定点，所述固定点设置于所述横向导轨的两端，所述平面导向装置通过所述固定点固定设置于所述基座本体上，所述横向导轨上设置有横向定位点，所述纵向导轨上设置有纵向定位点，所述第二垂向连杆上设置有垂向定位点。

6.一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法，其特征在于：用于对权利要求1‑5任一项所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架进行控制，包括步骤：输入初始位置信息，对转向装置、横向电机、纵向电机、垂向电机和挡板电机进行初始定位；

吸附固定装置将基座本体固定于底座本体上；

驾驶员进入驾驶舱，横向压力传感器、纵向压力传感器、垂向压力传感器和挡板压力传感器分别采集压力信息并发送给控制器；

控制器分别判断各压力数值是否在正常范围内，若是，将处于正常范围内的压力对应的电机锁止；若否，向处于正常范围外的压力对应的电机发送控制信号，控制对应的电机进行正转或反转，直至其上设置的相应的压力传感器采集的压力信息处于正常范围内。

7.如权利要求6所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法，其特征在于：所述控制器基于PID反馈控制模式对各电机进行控制，将压力传感器实时检测到的数值与设定数值之间的差经过放大器处理后作为参考实时反馈给控制器。

8.如权利要求7所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法，其特征在于：控制器进行PID反馈控制的三个控制参数KP，KI，KD分别为：其中， 、 、 均为常数且与电机额定转速、功率因数、额定转矩正相关，且对于同一型号电机， 、 、 的值固定；Fi为对应电机上设置的压力传感器的设定数值；Kpi，KIi，KDi为预设的PID参数；t代表第t个采样周期，Ft为第t个采样周期对应电机上设置的压力传感器实时检测到的数值，T为累加的采样周期的个数，其取值为对应电机的额定功率值取整。

说明书

基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及自动驾驶仿真测试技术领域，尤其涉及一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架及其控制方法。

背景技术

[0002] 自动驾驶汽车承载着人类实现零事故、零拥堵、解放人类驾驶员的美好愿景。自动驾驶汽车在正式投入使用之前正在经历各种仿真测试和路测，仿真测试包括软件仿真测试、硬件在环仿真测试、车辆在环仿真测试等，路测包括室外受控场地测试、公共道路大规模道路测试等。仿真测试由于靠键盘和程序进行测试输入，测试体验感不强，且测试输入过于理想，测试结果与路测存在偏差；路测不能穷尽所有工况，测试结果覆盖不全，且某些工况存在危险，以及需要驾驶员长时间处于车内的空间，会对驾驶员的身体健康造成一定影响。

[0003] 为了克服上述仿真测试和路测的缺陷，仿真驾驶舱被用于自动驾驶车辆的测试。所述仿真驾驶舱由真实驾驶员在驾驶舱内进行操作，显示屏幕上实时显示车辆的仿真信息，不仅测试体验感真实，而且可以模拟各种工况而不用担心会对驾驶员造成危险。如申请号为202010886005.4的发明专利申请公开了一种硬件在环仿真测试模拟驾驶平台，包括模拟驾驶舱和六自由度运动平台：所述六自由度运动平台包括下部支撑底座、上部运动平台、六个动力臂和12个万向铰链，所述模拟驾驶舱设置在所述上部运动平台上；所述下部支撑底座位于所述上部运动平台的下方；所述下部支撑底座与所述上部运动平台之间设有六个所述动力臂，每个所述动力臂的上下两端分别通过一所述万向铰链与所述上部运动平台和下部支撑底座铰接；所述模拟驾驶舱采用实车座舱。该发明能完美的模拟车体发动机的震动和路况的颠簸，能直观真实模拟自动驾驶车辆的驾驶环境和运动姿态，测试仿真模拟驾驶效果好，能够满足更高性能的硬件在环仿真测试。但是其模拟驾驶舱的踏板、座椅以及方向盘位置无法根据需求实现自适应调整，无法很好地满足不同体型测试驾驶员以及不同车型的测试需求。

发明内容

[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

[0005] 本发明还有一个目的是提供一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架及其控制方法，实现对驾驶舱台架上踏板、座椅、方向盘位置根据需求进行自适应调整，使得驾驶舱台架可以满足不同体型测试驾驶员以及不同车型的测试需求。

[0006] 为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，包括底座本体和设置于所述底座本体上的安装模块，所述安装模块包括基座本体、转向装置，所述转向装置与所述基座本体连接以带动所述基座本体在所述底座本体上进行平面移动，所述基座本体上设置有平面导向装置，所述平面导向装置包括平行设置的两条横向导轨、设置于一条所述横向导轨上的横向电机、设置于另一条所述横向导轨上的横向跟随装置、两端分别与所述横向电机和所述横向跟随装置连接的纵向导轨、设置于所述纵向导轨上的纵向电机，所述纵向电机上安装有垂向调节装置。

[0008] 优选的是，所述垂向调节装置包括第一垂向连杆、第二垂向连杆、角度调节部件和安装板，所述第一垂向连杆的下端固定于所述纵向电机上，上端为中空管状结构，所述中空管状结构内设置有垂向导轨，所述第二垂向连杆的下端设置有垂向电机，上端设置有所述角度调节部件，所述角度调节部件与所述安装板连接，所述垂向电机设置于所述垂向导轨上。

[0009] 优选的是，所述角度调节部件包括铰链球部、挡板电机、减速器和铰链半球部，所述铰链球部与所述第二垂向连杆的上端固定连接，所述铰链球部还与所述挡板电机连接，所述挡板电机的输出轴与所述减速器连接，所述减速器的输出轴与所述铰链半球部连接，所述铰链半球部还与所述安装板固定连接。

[0010] 优选的是，所述第二垂向连杆包括一字型第二垂向连杆和L型第二垂向连杆。

[0011] 优选的是，所述安装板上设置有安装点阵，所述安装点阵包括至少两个安装孔。

[0012] 优选的是，所述平面导向装置还包括固定点，所述固定点设置于所述横向导轨的两端，所述平面导向装置通过所述固定点固定设置于所述基座本体上。

[0013] 优选的是，所述横向导轨上设置有横向定位点，所述纵向导轨上设置有纵向定位点，所述第二垂向连杆上设置有垂向定位点。

[0014] 优选的是，所述安装模块还包括吸附固定装置，所述吸附固定装置包括电磁铁、电磁铁轨道和吸附弹簧，所述电磁铁轨道靠近所述底座本体的一端悬空，另一端与所述基座本体固定连接，所述电磁铁套设于所述电磁铁轨道上，所述吸附弹簧套设于所述电磁铁轨道上，其一端与所述基座本体固定连接，另一端连接所述电磁铁。

[0015] 优选的是，所述安装板用于安装踏板、方向盘或者座椅中的至少一种。

[0016] 优选的是，所述横向电机的输出轴上设置有横向压力传感器，所述纵向电机的输出轴上设置有纵向压力传感器，所述垂向电机的输出轴上设置有垂向压力传感器，所述挡板电机的输出轴上设置有挡板压力传感器，所述横向压力传感器、所述纵向压力传感器、所述垂向压力传感器和所述挡板压力传感器均与控制器连接用于向所述控制器传输压力信号，所述横向电机、所述纵向电机、所述垂向电机、所述挡板电机、所述转向装置和所述电磁铁均与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制信号以及向所述控制器反馈位置信息。

[0017] 一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法，用于对上述任一方案所述的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架进行控制，包括步骤：

[0018] 输入初始位置信息，对所述转向装置、所述横向电机、所述纵向电机、所述垂向电机和所述挡板电机进行初始定位；

[0019] 所述吸附固定装置将所述基座本体固定于所述底座本体上；

[0020] 驾驶员进入驾驶舱，所述横向压力传感器、所述纵向压力传感器、所述垂向压力传感器和所述挡板压力传感器分别采集压力信息并发送给所述控制器；

[0021] 所述控制器分别判断各压力数值是否在正常范围内，若是，将处于正常范围内的压力对应的电机锁止；若否，向处于正常范围外的压力对应的电机发送控制信号，对应的电机进行正转或反转，直至其上设置的相应的压力传感器采集的压力信息处于正常范围内。

[0022] 优选的是，所述控制器基于PID反馈控制模式对各电机进行控制，将压力传感器实时检测到的数值与设定数值之间的差经过放大器处理后作为参考实时反馈给控制器。

[0023] 优选的是，控制器进行PID反馈控制的三个控制参数KP，KI，KD分别为：

[0024]

[0025]

[0026]

[0027] 其中，Ka、Kb、Kc均为常数且与电机额定转速、功率因数、额定转矩正相关，且对于同一型号电机，Ka、Kb、Kc的值固定；Fi为对应电机上设置的压力传感器的设定数值；Kpi，KIi，KDi为预设的PID参数；t代表第t个采样周期，Ft为第t个采样周期对应电机上设置的压力传感器实时检测到的数值，T为累加的采样周期的个数。

[0028] 优选的是，所述T的取值为对应电机的额定功率值取整。

[0029] 本发明至少具有以下有益效果：

[0030] 本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架及其控制方法可以通过控制器对电机进行基于PID反馈控制模式的控制实现对驾驶舱台架上踏板、座椅、方向盘位置根据需求进行自适应调整，使得驾驶舱台架可以满足不同体型测试驾驶员以及不同车型的测试需求。打破了一个驾驶舱台架只能适用于指定车型的限制。驾驶舱台架结构精简耐用，维护费用低。对踏板、座椅、方向盘的位置调整控制精度高。

[0031] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

[0032] 图1为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的一优选实施例的整体结构示意图；

[0033] 图2为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的安装模块的一优选实施例的俯视结构示意图；

[0034] 图3为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的安装模块的如图2所示实施例的正视结构示意图；

[0035] 图4为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的平面导向装置的一优选实施例的结构示意图；

[0036] 图5为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的平面导向装置的如图4所示实施例的定位点示意图；

[0037] 图6为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的垂向调节装置的一优选实施例的结构示意图；

[0038] 图7为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的垂向调节装置的另一实施例的结构示意图；

[0039] 图8为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的安装板的一优选实施例的结构示意图；

[0040] 图9为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的垂向导轨的一优选实施例的结构示意图；

[0041] 图10为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的角度调节部件的一优选实施例的结构示意图；

[0042] 图11为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制结构示意图；

[0043] 图12为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法的一优选实施例的工作流程示意图；

[0044] 图13为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法的另一实施例的工作流程示意图；

[0045] 图14为按照本发明的基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法的PID反馈控制模式逻辑框图。

[0046] 图中各标号表示的含义如下：

[0047] 1‑底座本体、2‑踏板安装模块、3‑方向盘安装模块、4‑座椅安装模块、6‑基座本体、7‑转向装置、8‑吸附固定装置、9‑电磁铁、10‑电磁铁轨道、11‑吸附弹簧、12‑平面导向装置、
13‑平面导向模块固定点、14‑横向电机、15‑横向导轨、16‑纵向电机、17‑纵向导轨、18‑横向跟随装置、19‑横向定位点、20‑纵向定位点、21‑垂向调节装置、22‑第一垂向连杆、23‑L第二垂向连杆、24‑角度调节部件、25‑安装板、26‑一字型第二垂向连杆、27‑安装点阵、28‑垂向电机、29‑垂向导轨、30‑垂向定位点、31‑挡板电机、32‑铰链球部、33‑减速器、34‑铰链半球部、35‑横向压力传感器、36‑纵向压力传感器、37‑垂向压力传感器、38‑挡板压力传感器、
39‑控制器。

具体实施方式

[0048] 下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。

[0049] 实施例1

[0050] 如图1至图11所示，一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架，包括底座本体1和设置于所述底座本体1上的安装模块，所述安装模块包括基座本体6、转向装置7，所述转向装置7与所述基座本体6连接以带动所述基座本体6在所述底座本体1上进行平面移动，所述基座本体6上设置有平面导向装置12，所述平面导向装置12包括平行设置的两条横向导轨15、设置于一条所述横向导轨15上的横向电机14、设置于另一条所述横向导轨15上的横向跟随装置18、两端分别与所述横向电机14和所述横向跟随装置18连接的纵向导轨17、设置于所述纵向导轨17上的纵向电机16，所述纵向电机16上安装有垂向调节装置21。

[0051] 在本实施例中，如图1所示，所述安装模块根据其上安装的设备包括踏板安装模块2、方向盘安装模块3和座椅安装模块4，其中所述踏板安装模块2设置的数量为2，分别用于安装加速踏板和刹车踏板，所述座椅安装模块4的设置的数量为4，用于和座椅的底部连接。
所述踏板安装模块2和所述座椅安装模块4的数量以及排列方式可以根据实际需求进行调整。

[0052] 如图6、图7和图9所示，所述垂向调节装置21包括第一垂向连杆22、第二垂向连杆、角度调节部件24和安装板25，所述第一垂向连杆22的下端固定于所述纵向电机16上，上端为中空管状结构，所述中空管状结构内设置有垂向导轨29，所述第二垂向连杆的下端设置有垂向电机28，上端设置有所述角度调节部件24，所述角度调节部件24与所述安装板25连接，所述垂向电机28设置于所述垂向导轨29上。

[0053] 如图10所示，所述角度调节部件24包括铰链球部32、挡板电机31、减速器33和铰链半球部34，所述铰链球部32与所述第二垂向连杆的上端固定连接，所述铰链球部32还与所述挡板电机31连接，所述挡板电机31的输出轴与所述减速器33连接，所述减速器33的输出轴与所述铰链半球部34连接，所述铰链半球部34还与所述安装板25固定连接。所述安装板25用于安装踏板、方向盘或者座椅中的至少一种。

[0054] 如图6和图7所示，所述第二垂向连杆包括一字型第二垂向连杆26和L型第二垂向连杆23，其中所述一字型第二垂向连杆26上端通过所述角度调节部件24连接的所述安装板25用于安装踏板或者座椅，其上端连接的所述角度调节部件24的角度调节范围为调节的角度范围为90°‑270°；所述L型第二垂向连杆23上端通过所述角度调节部件24连接的所述安装板25用于安装方向盘，其上端连接的所述角度调节部件24的角度调节范围为调节的角度范围为0‑180°。

[0055] 如图8所示，所述安装板25上设置有安装点阵27，所述安装点阵27包括至少两个安装孔。在本实施例中，所述安装点阵27由6*7个Φ10的安装孔组成，可以最大程度上适应不同结构的安装点需求。所述安装点阵的安装孔的个数、排列方式、尺寸等均可以根据实际需要进行调整。

[0056] 如图4和图5所示，所述平面导向装置12还包括固定点13，所述固定点13设置于所述横向导轨15的两端，数目为4，所述平面导向装置12通过所述固定点13固定设置于所述基座本体6上，具体可以通过螺栓穿过所述固定点13将所述平面导向装置12固定于所述基座本体6上。所述横向电机14可以在所述横向导轨15上滑动，且带动所述横向跟随装置18在另一条所述横向导轨15上同步滑动，设置有所述横向电机14的所述横向导轨15上设置有横向定位点19，用于对所述横向电机14进行定位。所述纵向电机16可以在所述纵向导轨17上滑动，所述纵向导轨17上设置有纵向定位点20，用于对所述纵向电机16进行定位。

[0057] 如图9所示，所述垂向电机28可以在所述垂向导轨29上滑动，在本实施例中优选的是，所述第二垂向连杆上设置有垂向定位点30，用于对所述垂向电机28进行定位。考虑到所述垂向导轨29设置在所述第一垂向连杆22上部的中空管状结构的内部上，在所述垂向导轨29上设置所述垂向定位点难度较大，所以将所述垂向定位点30设置于所述第二垂向连杆上，以增加安装维护的便捷性。所述垂向定位点30也可以根据需要设置于所述垂向导轨29上。

[0058] 所述底座本体采用金属材质如45#钢制作而成，也可以根据需要选择其他金属材质制作而成。如图2和图3所示，所述安装模块还包括吸附固定装置8，所述吸附固定装置8包括电磁铁9、电磁铁轨道10和吸附弹簧11，所述电磁铁轨道10靠近所述底座本体1的一端悬空，另一端与所述基座本体6固定连接，所述电磁铁9套设于所述电磁铁轨道10上，所述吸附弹簧11套设于所述电磁铁轨道10上，其一端所述基座本体6固定连接，另一端连接所述电磁铁9。当所述基座本体6调节位置时，所述电磁铁9断电，在所述吸附弹簧11的拉伸下沿所述电磁铁轨道10向上运动，所述基座本体6即可在所述转向装置7的带动下在所述底座本体1上进行平面移动，移动到位后，所述电磁铁9通电，沿所述电磁铁轨道10向下运动后吸附于所述底座本体1上，将所述基座本体6固定于所述底座本体上。

[0059] 如图11所示，所述横向电机14的输出轴上设置有横向压力传感器35，所述纵向电机16的输出轴上设置有纵向压力传感器36，所述垂向电机28的输出轴上设置有垂向压力传感器37，所述挡板电机31的输出轴上设置有挡板压力传感器38，所述横向压力传感器35、所述纵向压力传感器36、所述垂向压力传感器37和所述挡板压力传感器38均与控制器39连接用于向所述控制器39传输压力信号，所述横向电机14、所述纵向电机16、所述垂向电机28、所述挡板电机31、所述转向装置7和所述电磁铁9均所述控制器39连接，用于接收所述控制器39的控制信号以及向所述控制器39反馈位置信息。具体的，所述横向电机14向所述控制器39反馈横向坐标信息，所述纵向电机16向所述控制器39反馈纵向坐标信息，所述垂向电机28向所述控制器39反馈垂向坐标信息，所述挡板电机31向所述控制器39反馈挡板角度信息，所述转向装置7向所述控制器39反馈所述基座本体6的位置信息。

[0060] 所述转向装置7的具体结构可以参考现有技术中公开的结构，如ZL 201220345221.9号专利公开的转向机构，或者其他现有技术公开的转向结构，在本申请中，不将其作为本申请的关键创新点进行详细描述。

[0061] 实施例2

[0062] 如图12所示，一种基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架的控制方法，用于对所述基于PID控制的自适应仿真测试用驾驶舱台架进行控制，包括步骤：

[0063] S1：输入初始位置信息，对所述转向装置7、所述横向电机14、所述纵向电机16、所述垂向电机28和所述挡板电机31进行初始定位；

[0064] S2：所述吸附固定装置8将所述基座本体6固定于所述底座本体1上；

[0065] S3：驾驶员进入驾驶舱，所述横向压力传感器35、所述纵向压力传感器36、所述垂向压力传感器37和所述挡板压力传感器38分别采集压力信息并发送给所述控制器39；

[0066] S4：所述控制器39分别判断各压力数值是否在正常范围内，若是，将处于正常范围内的压力对应的电机锁止；若否，向处于正常范围外的压力对应的电机发送控制信号，对应的电机进行正转或反转，直至其上设置的相应的压力传感器采集的压力信息处于正常范围内。

[0067] 如图13所示，对所述步骤S3和步骤S4的进行详细说明。

[0068] 驾驶员进入驾驶舱后，以驾驶姿态坐于座椅上。所述横向压力传感器35将采集到的压力数值传递给所述控制器39，所述控制器39对压力数值进行处理，判断其是否在正常范围内。当压力数值在设定的正常范围内时，控制器39判定横向位置合理，输出控制信号给所述横向电机14，所述横向电机14锁止。当压力数值低于设定的正常范围时，控制器39判定横向位置过大，输出控制信号给所述横向电机14，所述横向电机14正转，所述横向距离缩小。所述横向压力传感器35再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。当压力数值高于设定的正常范围时，控制器39判定横向位置过小，输出控制信号给所述横向电机14，所述横向电机14反转，所述横向距离增大。所述横向压力传感器35再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。

[0069] 所述纵向压力传感器36将采集到的压力数值传递给所述控制器39，所述控制器39对压力数值进行处理，判断其是否在正常范围内。当压力数值在设定的正常范围内时，控制器39判定纵向位置合理，输出控制信号给所述纵向电机16，所述纵向电机16锁止。当压力数值低于设定的正常范围时，控制器39判定纵向位置过大，输出控制信号给所述纵向电机16，所述纵向电机16正转，所述纵向距离缩小。所述纵向压力传感器36再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。当压力数值高于设定的正常范围时，控制器39判定纵向位置过小，输出控制信号给所述纵向电机16，所述纵向电机16反转，所述纵向距离增大。所述纵向压力传感器36再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。

[0070] 所述垂向压力传感器37将采集到的压力数值传递给所述控制器39，所述控制器39对压力数值进行处理，判断其是否在正常范围内。当压力数值在设定的正常范围内时，控制器39判定垂向位置合理，输出控制信号给所述垂向电机28，所述竖向电机28锁止。当压力数值低于设定的正常范围时，控制器39判定垂向位置过大，输出控制信号给所述垂向电机28，所述垂向电机28正转，所述垂向距离缩小。垂向压力传感器37再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。当压力数值高于设定的正常范围时，控制器39判定垂向位置过小，输出控制信号给所述垂向电机28，所述垂向电机28反转，所述垂向距离增大。垂向压力传感器37再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。

[0071] 所述挡板压力传感器38将采集到的压力数值传递给所述控制器39，所述控制器39对压力数值进行处理，判断其是否在正常范围内。当压力数值在设定的正常范围内时，控制器39判定挡板角度合理，输出控制信号给所述挡板电机31，所述挡板电机31锁止。当压力数值低于设定的正常范围时，控制器39判定挡板角度过大，输出控制信号给所述挡板电机31，所述挡板电机31正转，所述挡板角度缩小。挡板压力传感器38再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。当压力数值高于设定的正常范围时，控制器39判定挡板角度过小，输出控制信号给所述挡板电机31，所述挡板电机31反转，所述挡板角度增大。挡板压力传感器38再把调节后的压力数值传递给所述控制器39，直到压力数值在正常范围内。

[0072] 所述控制器39基于PID反馈控制模式对所述横向电机14、所述纵向电机16、所述垂向电机26和所述挡板电机31进行控制，其控制逻辑如图14所示，将压力传感器实时检测到的数值和设定数值之间的差经过放大器处理后作为参考实时反馈给控制器39。

[0073] 所述控制器39对所述横向电机14、所述纵向电机16、所述垂向电机26和所述挡板电机31的三个控制参数KP，KI，KD分别为：

[0074]

[0075]

[0076]

[0077] 其中，Ka、Kb、Kc均为常数且与电机额定转速、功率因数、额定转矩正相关，且对于同一型号电机，Ka、Kb、Kc的值固定；Fi为对应电机上设置的压力传感器的设定数值；Kpi，KIi，KDi为预设的PID参数；t代表第t个采样周期，Ft为第t个采样周期对应电机上设置的压力传感器实时检测到的数值，T为累加的采样周期的个数，其取值范围为10～500。在本实施例中优选的是，所述T的取值为对应电机的额定功率值取整。

[0078] 在本实施例中优选的是，如图13所示，在步骤S1之前，还包括驾驶舱初始化过程。步骤S1中通过上位机输入初始位置信息，完成对所述转向装置7、所述横向电机14、所述纵向电机16、所述垂向电机28和所述挡板电机31的初始定位。在步骤S4之后，即对所述横向电机14、所述纵向电机16、所述垂向电机26和所述挡板电机31控制到位后，对驾驶舱进行舒适性评价，并在舒适性评价通过后判断驾驶舱满足测试需求，若舒适性评价不通过，重新执行驾驶舱初始化流程。

[0079] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出描述的图例。