通用型硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)仿真控制器硬件設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用得到了很大的推廣，特別是汽車動(dòng)力的電控技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展。同時(shí)，由于排放、油耗等方面的原因，使得汽車動(dòng)力電子控制系統(tǒng)(ECU)功能需要大大增強(qiáng)，控制系統(tǒng)本身也趨于復(fù)雜化，同時(shí)隨著市場競爭的日趨激烈，開發(fā)周期也要求縮短。以往的ECU開發(fā)周期長，耗費(fèi)了大量的人力物力，為了縮短開發(fā)時(shí)間，提高開發(fā)效率，就必須得使用更先進(jìn)的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。ECU硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行ECU軟硬件的調(diào)試

2、，檢測ECU硬件與軟件、優(yōu)化控制算法，進(jìn)行極限測試、故障模擬等，因此，可以加快ECU的開發(fā)過程、降低開發(fā)成本，提高整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)過程的安全性。本文采用全新的集成式的硬件在環(huán)系統(tǒng)方案，使得此系統(tǒng)針對(duì)各種汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)的研發(fā)，具有通用性和兼容性。主要研究內(nèi)容如下： ⑴硬件設(shè)計(jì)上采用NEC的32位單片機(jī)V850E/GP1作為仿真ECU的MCU，并且各個(gè)功能模塊均采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，并提供標(biāo)準(zhǔn)的外圍接口，使硬件資源具有復(fù)用性、通用性。實(shí)現(xiàn)了

3、仿真ECU的功能：根據(jù)實(shí)際需要發(fā)送凸輪軸信號(hào)、曲軸信號(hào)及車速信號(hào)；發(fā)送相關(guān)的傳感器信號(hào)；測量電控單元驅(qū)動(dòng)信號(hào)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)CAN通訊功能。 ⑵軟件設(shè)計(jì)上，針對(duì)V850E/GP1采用匯編語言和C混合編寫。上位PC機(jī)的軟件采用了多線程的編程技術(shù)。共實(shí)現(xiàn)了三個(gè)線程：監(jiān)控界面線程、實(shí)時(shí)模型運(yùn)行線程及通訊線程。監(jiān)控界面采用簡單的圖形化編程語言Labview完成，在前臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、參數(shù)設(shè)定、工況調(diào)整及數(shù)據(jù)保存等功能。實(shí)時(shí)模型運(yùn)行線程和

4、通訊線程用C++開發(fā)，在后臺(tái)運(yùn)行。 ⑶實(shí)時(shí)模型上，系統(tǒng)利用MATLAB/SIMULINK對(duì)整個(gè)實(shí)時(shí)模型（包括柴油機(jī)、電池和電機(jī)）進(jìn)行仿真。在設(shè)計(jì)中，人工將SIMULINK模型轉(zhuǎn)換成C++的代碼，同時(shí)在模型線程里采用高精度的時(shí)間函數(shù)，保證模型線程每個(gè)循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間就是實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間，這樣就滿足了模型的實(shí)時(shí)性要求。 ⑷CAN通訊設(shè)計(jì)分兩部分進(jìn)行，分別針對(duì)V850E/GP1的FCAN模塊和USBCAN。對(duì)于FCA