7自动化设计技术要点.ppt

当今的开发流程- V循环 目标代码生成 硬件在回路仿真 标定 Rapid Prototyping 快速控制原型 功能设计 什么是硬件在回路仿真? 离线仿真: 整个系统都是软件模型 不需要保证实时性 硬件在回路仿真: 一些部件是硬件 要保证实时 闭环 可编程的信号发生器 数据记录 激励信号 响应 开环仿真: 仅仅验证激励信号与响应的关系 开环 ( ) 实时硬件 实时仿真器 ECU 开发的任务 实时硬件 仿真模型 I/O I/O 传感器 执行器 信号调理 故障仿真 负载仿真 电控单元 软件控制 诊断与 标定. 模型开发 实时 I/O 信号采集 实验定义 硬件在回路仿真的要素? 实际的 ECU 仿真过程处理 用户与自动测试程序界面 输出处理 输入处理 仿真器的输出 仿真器的输入 实际的硬件输出 实际的硬件输入 仿真模型与适当的处理器硬件 例题: ECU 实际的 ECU 与虚拟的发动机 进行软件测试 (功能 + 诊断) 节气门 点火提前角 点火时间 发动机速度 曲轴转角 发动机扭矩 充气量 空气质量流量 Lambda 发动机模型 车辆模型 车辆速度 ECU 例题: ECU 网络 19.10.99 几个 ECU 连网 每个实现不同的功能 来源于不同的厂商 Mercedes S Class 点火开关 CAN B / CAN C Gateway 发动机 ECU 传动 车辆动力学 . . . . . . 门 安全系统 空调 . . . . . . CAN C 500 kBd CAN B 83 kBd ECU #1 ECU #10 ECU #1 ECU # 24 声音 / 视频 / 通信 诊断 (K-line) ECU 网络 CAN 消息的发送与接受正确吗? 如果有噪音将会怎样? 对整个系统的功能的影响会怎样? “总线仿真” 对不在回路的ECU进行 CAN消息的仿真 把仿真生成的消息与其它的消息建立参数化的联系 ? 用于生成CAN 消息的工具 ? 硬件在回路仿真 ? 虚拟车辆 硬件在回路仿真的层次 设计 快速原型 软件开发 单元测试 系统测试 集成于发布 测试 标定 单元测试 开发商测试新的功能 ECU 原型 系统测试 ECU 原型 集成并对技术环节进行测试 车辆部件如发动机或传动系 集成/产品发布测试 ECUs 产品 集成于虚拟车辆 网络功能 测试系统是否满足所有功能 测试电子系统是否可以发布并批量生产 仿真模型 基本结构 技术要求 例题介绍 发动机模型 en-DYNA 4-8 缸 V 型发动机 发动机均值模型 (MVEM) - 共轨或单缸喷射 - 4 lambda 传感器 - 可变的凸轮轴与可变的进气室 可扩展的功能: 熄火诊断的扭矩波动 (OBD II) 节气门 点火提前角 点火时间 发动机速度 曲轴转角 发动机扭矩 空燃比 空气质量流量 lambda MVEM simplevehicle model 车辆速度 TESIS TESIS en-DYNA 发动机实时模型 enDYNA 发动机部件库 endyna DYNAware TESIS xPC ，dSPACE MicroAutobox TargetLink Simulink, Stateflow MATLAB Control Toolboxes 在集成的设计环境中开发嵌入式系统 嵌入式代码 仿真 控制系统 设计与分析 工程问题 行为模型 数据分析, 建模与 可视化 测量数据 快速原型 RTW 嵌入式系统 硬件在 回路仿真 代码生成 设计流程中使用的工具 dSPACE Simulator OSEK MATLAB / Simulink是基本环境 工程计算的标准软件 基于模型的控制器设计 用Simulink对非线性动态系统仿真 大量与定义的图块 Stateflow 描述有限状态机（控制逻辑）的交互式工具 集成于 MATLAB/Simulink 对事件驱动系统进行仿真 例子: 发动机控制 – 在 Simulink中进行功能设计 标准的设计描述文件 仿真的基础 快速控制原型的基础 产品代码生成的基础 硬件在回路仿真的基础 控制单元开发人员的“可执行技术规范” 当今的开发流程- V循环 快速控制原型 目标代码生成 Hardware-in-the-Loop 标定 功能设计 dSPACE 原型 实验室与车载测试的可靠方案 通过自动代码生成工具可以在几分钟内把框图变成实时的实验 多种规格的硬件 适用于不同的计算能力与I/O要求 生成 I/O代码 激活编译/连接器 下载应用程序 实时硬件 Real-Time Interface/实时接口 Real-Time Interface/实时接口 自动生成实时接口程序:- 代码生成 加入实时操作