AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器研制.pdf

1、燃機(jī)油門控制器是燃機(jī)油門控制系統(tǒng)的重要組成部分，燃機(jī)油門控制器的性能將直接對(duì)燃機(jī)油門執(zhí)行器的執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)生影響。為了滿足燃機(jī)油門控制器的調(diào)試需求，保證燃機(jī)油門控制器工作的可靠性，本文開(kāi)展了AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器的研制工作。
　　本文在分析燃機(jī)油門執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)組成與步進(jìn)電機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，提出了使用步進(jìn)電機(jī)對(duì)燃機(jī)油門執(zhí)行器進(jìn)行功率等效，通過(guò)對(duì)控制信號(hào)采樣分析實(shí)現(xiàn)對(duì)燃機(jī)油門執(zhí)行器進(jìn)行功能模擬與故障檢測(cè)的設(shè)計(jì)方法。在分析功能需

2、求與技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，確定了軟硬件相結(jié)合的總體設(shè)計(jì)方案。
　　硬件電路設(shè)計(jì)方面，選用FPGA作為主控芯片，圍繞FPGA進(jìn)行了AXIe接口設(shè)計(jì)與模擬器硬件電路設(shè)計(jì)。在AXIe接口方面，首先介紹了AXIe儀器模塊的組成及各部分功能，之后圍繞各部分功能進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸接口、電源接口與觸發(fā)管理接口的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)傳輸接口是AXIe接口的主要部分，重點(diǎn)進(jìn)行了PCI Express總線接口設(shè)計(jì)。功能卡方面，圍繞步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了模擬器硬件電路的設(shè)計(jì)，通

3、過(guò)采樣分析控制信號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)燃機(jī)油門執(zhí)行器功能的模擬，設(shè)計(jì)了采樣電路對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行獲取與預(yù)處理。
　　邏輯方面，在FPGA內(nèi)進(jìn)行了AXIe接口與執(zhí)行器模擬器各模塊的邏輯設(shè)計(jì)。模擬器方面，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的方法分別對(duì)當(dāng)前控制信號(hào)下燃機(jī)油門執(zhí)行器對(duì)應(yīng)的位置、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行檢測(cè)；AXIe接口方面，調(diào)用PCI Express硬核進(jìn)行了PCI Express接口的設(shè)計(jì)，根據(jù)觸發(fā)管理要求開(kāi)發(fā)了觸發(fā)管理IP核。為提高設(shè)計(jì)的重用性，使用IP

4、Integrator搭建了以執(zhí)行器模擬器用戶IP核為核心的嵌入式系統(tǒng)，配合外圍硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)燃機(jī)油門執(zhí)行器進(jìn)行功能模擬與同AXIe接口計(jì)算機(jī)模塊通信的功能。軟件方面，使用LabWindows CVI完成上位機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，并借助Agilent VISA完成PCI Express接口驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)。
　　本文最后對(duì)AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器進(jìn)行了功能驗(yàn)證。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)FPGA最小系統(tǒng)的基本功能、AXIe通訊與觸發(fā)功能、燃機(jī)油門執(zhí)行