基于Simulink/RTW的汽车电子控制系统的研究

随着汽车电子控制系统的日益先进和复杂化,传统的手工编写代码实现汽车电控系统的开发模式已不能满足开发需要;结合基于模型的设计方法和代码生成技术,提出了一种基于Simulink/RTW的汽车电子实时控制系统的新型设计方法;利用Simulink进行算法开发、系统建模和仿真验证,然后通过RTW自动生成嵌入式代码,实现汽车电子实时控制系统的开发;并将该设计方法应用到发动机控制系统的开发过程中,通过与Simulink中仿真结果进行对比,验证了该方法的可行性与正确性;经过实践证明这种新型设计方法可以大大缩短控制系统的开发周期,对于嵌入式控制系统的开发具有一定的实用价值。

汽车电子控制系统软件建模分析与研究

分析和比较了不同软件建模方法的适用条件和使用利弊,并针对现有建模软件的缺点及汽车电子控制系统所具有的目的性、相关性、层次性、随机性等特点,采用面向对象的软件建模方法建立汽车电子控制系统模型,完整和直接的映射了汽车电子控制系统的问题域,较好的模拟了现实世界的属性和操作。最后以汽车ABS(Anti-lock Braking System,防抱制动系统)为例说明了此方法在建模效果上的有效性和合理性。

一种通用汽车电子控制器功能测试系统

为适应不同类型汽车电子控制器功能测试的需要,支持人机界面定制,提出一种通用汽车电子控制器功能测试系统架构。该架构包括设计环境、测试流程描述文件和运行环境三部分,其中测试流程描述文件采用ATML描述测试序列并通过其扩展接口描述用户界面,设计环境提供测试序列及界面定制功能,运行环境则根据该文件自动生成测试序列与相应用户界面并执行测试。按照本文架构开发的功能测试系统已应用于某型发动机ECU功能测试,验证了方法的有效性。

汽车电控单元HIL仿真系统研究

针对传统汽车电控单元硬件在环(HIL)仿真系统存在的开放性差、通用性不强等缺点,利用开放性的NI-VeriStand实时仿真平台,借鉴组态技术以及系统表示层与功能层分离的思想,提出了更加开放、通用的ECU硬件在环仿真系统的架构方法和实现方法。

基于AUTOSAR架构的通信系统的研究与实现

AUTOSAR是汽车开放系统体系结构,已成为汽车电子软件的工业标准,在汽车电子控制器系统开发过程中具有重要地位,其中AUTOSAR COM通信规范为汽车电子通信系统的构建提供了依据和参考;介绍了AUTOSAR体系架构,对AUTOSAR COM规范基于信号的通信机制及其特有的传输模式切换系统进行了研究,并实现了一种基于AUTOSAR架构的通信系统,试验结果表明该系统能够提供基本通信服务,且符合AUTOSAR COM规范。

基于OSEK/VDX规范的实时操作系统移植研究

AutoOSEK是基于OSEK/VDX规范的在MC9S12DP256硬件平台上开发的嵌入式实时操作系统;为扩展AutoOSEK在汽车电子领域的应用,需将其移植到不同的硬件平台;文章研究了嵌入式操作系统在不同平台移植的理论与技术,提出一种采用层次化和模块化的思想对AutoOSEK进行移植的通用方法;采用该方法实现了AutoOSEK在基于PowerPC架构32位处理器MPC5634上的移植;为验证移植方法的合理性,对移植后的AutoOSEK进行了功能和性能测试,测试结果显示任务切换时间达到2.90μs,能够很好满足汽车电子领域实时性的需要;经验证该操作系统移植方法简单高效,可有效加快开发进程。

符合OSEK/VDX规范的操作系统逻辑仿真研究

通过设计规则,搭建OSEK操作系统逻辑仿真系统平台,克服了静态代码检测的不完备性,实现动态检测逻辑错误。通过测试,证明了基于规则的动态逻辑检测相对于传统静态分析的优越性。为结合标定技术实现系统逻辑监控提供了基础。

基于桥式拓扑的脉冲变压器隔离驱动器优化设计

针对目前桥式拓扑驱动中,因脉冲变压器隔离驱动器与MOSFET制造和安装过程中引入寄生参数,导致波形畸变及耦合干扰,从而引起驱动桥式拓扑过程中功率器件损坏和开关损耗大等影响驱动器品质的问题。给出引入寄生参数的脉冲变压器隔离驱动器驱动电路等效模型,在此基础上分析产生上述问题的内在机理,并以此为依据进行参数及电路优化,最后通过实验结果表明优化后的驱动信号具有最小的波形失真,驱动电压脉冲的前沿、后沿具有合适的陡度及合适的顶降,从而使MOSFET工作于最佳的开关过程,可有效地保证桥式拓扑电路安全可靠地运行。

基于多核实时操作系统的配置工具设计

多核实时操作系统相对于单核操作系统功能更多,使用也更为复杂。针对多核操作系统的配置、裁剪、移植带来不便的问题,提出一种多核实时操作系统的应用配置工具,该工具可以提高基于多核实时操作系统的应用开发效率,大幅降低出错率。首先,针对重庆邮电大学自主研发的多核控制操作系统(CMOS),对配置工具进行层次模块化设计,并根据CMOS需求设计一种可视化配置工具,完成界面生成引擎与代码自动生成;其次,为保证配置的逻辑正确性,提出了配置关联性检测。实验表明,多核操作系统配置工具的代码生成时间短、错误率低,适用于操作系统CMOS,从而验证了该配置工具的可行性;与开发人员自主查错方式相比,关联性检测提高了查错速率,能快速定位错误代码位置,保证配置文件生成的正确性,因此该配置工具可以有效促进CMOS多核操作系统的应用。

基于RTW的驱动代码快速生成技术研究

虽然基于模型的设计逐步取代基于文本规范的传统的嵌入式软件开发模式,但是目前RTW(Real-Time Workshop)代码生成工具仅仅将控制算法模型自动转换为源代码,对于实时系统的开发来说,目标芯片的驱动代码还需要用户手动编写,然后添加到控制算法的模型源代码中。针对上述问题,提出基于RTW的驱动代码快速生成技术,它能有效地实现在生成代码的同时将驱动程序嵌入到控制模型的源代码中,真正实现由仿真模型到目标芯片应用程序的代码自动生成。最后以汽车电子主流芯片MPC5634的代码生成为例,结果表明了该技术的实用性和高效性。

车载终端车联网中间件技术研究与实现

为了解决因车身网络的数据协议差异造成的车载智能终端不能在多个车型上通用的问题,提出了一种车载智能终端中间件架构;在该架构中,采用多层结构隔离应用与网络直接访问;采用组件结构实现了应用的抽象与复用,降低应用开发难度;采用消息总线,负责管理组件之间的数据通信,为应用层提供一个统一接口的虚拟车身网络环境;通过消息的数据通信实现车载终端应用间的数据交互,底层采用通信服务层屏蔽了各种车身网络的差异性,解决了车载终端在不同网络协议车型上使用的通用性问题;最后,通过搭建实际的测试平台验证了该设计的可行性和有效性。

基于Simulink的汽车电控单元标定工具箱设计与实现

根据现代汽车电子系统V模式开发流程的需要,针对底层标定系统在不同硬件平台与不同电控单元开发过程中存在的扩展性与移植性差,效率较低等缺点,提出了基于Simulink的汽车电控单元标定工具箱的设计思路。依据功能分类构造底层标定系统的层次体系结构,结合Simulink的可视化环境,采用C MEX S函数构建标定工具箱。实际应用结果表明,所构建的工具箱能够快速有效地实现对汽车电控单元控制参数的在线标定及信号的实时测量。

基于Simulink与VC混合编程方法的研究与应用

针对Simulink仿真不能脱离Matlab环境和单纯利用C/C++编程繁琐、开发周期长的缺点,研究了RTW(Real-TimeWorkshop)代码生成的过程,提出了一种基于RTW的实现Simulink模型与VC的混合编程方法,实现了在脱离Matlab环境下Simulink模型在VC集成开发环境下的正确编译和运行。结合具体系统建模与仿真实验,验证了此方法的可行性及有效性。

电动汽车用数字型直流-直流转换器设计

随着传统汽车污染的不断增加,以电动汽车为代表的新能源汽车迎来了机遇。而直流-直流(DC-DC)转换器是电动汽车中不可缺少的一种装置。为了吸纳数字型转换器的优点,以及符合宽范围输入电压的要求,电动汽车中用数字型DC-DC转换器已经成为新能源汽车领域中一个热门研究。然而,这种方法需要快速的动态响应。因此,根据其小信号模型仿真结果设计了一个两级转换拓扑的DC-DC转换器,并且设计了基于汽车级数字芯片控制的硬件电路平台和软件算法程序,并给出了DC-DC转换器的元件参数及测试结果。结果表明由数字芯片控制的DC-DC转化器是实时可编程的,也满足汽车电子的要求。

车身控制系统模型资源库的设计

为克服传统开发模式的缺陷,并加快BCM的开发进程,将BCM软件分为控制程序与硬件驱动,根据BCM的工作原理将整个资源分为4个子资源库,在分析模型的层次化关系基础上,运用软件可重用技术,结合Simulink强大的可视化环境,借助C MEX S函数易于移植下载的优势,设计并实现了资源库的结构。试验结果表明,BCM模型资源库具有可重用性,能加速BCM的开发过程。

基于RTW自动代码生成BCM的模型库研究

汽车是生活中不可缺少的交通工具,而汽车的舒适性和安全性的要求越来越高。车身控制系统(BCM)的开发周期长,代码质量不高。本文提出基于RTW自动代码生成BCM模型库的开发。大量应用证明,利用RTW自动代码生成技术能很好的解决BCM模型重用性差,代码质量差等问题。

OSEK/VDX OS服务调用的规范一致性检测方法

OSEK/VDX(open systems and the corresponding interfaces for automobile electronic/vehicle distributed execu-tive)OS规范描述了一个嵌入式实时操作系统,对系统服务调用的上下文做了严格的限制。违反系统服务调用规范是一种很隐蔽的错误,不会被编译器发现。提出一种OSEK/VDX OS系统服务调用规范一致性的检测方法,利用森林图描述用户自定义代码中的函数及其调用关系,采用矩阵描述OSEK/VDX OS系统服务调用的规则,遍历该森林图的函数调用路径,对于每条路径,结合该规则矩阵判断其规范一致性。实验和分析表明该方法能有效地检测用户自定义代码中隐藏的违反OSEK/VDX OS系统服务调用规范的错误。

基于脉搏IMF时频特征和SVDD的驾驶员疲劳检测

针对传统时频特征难以很好地描述脉搏这类非平稳信号与驾驶员疲劳脉搏样本相对较少的问题,提出一种基于脉搏信号本征模函数(IMF)时频特征和支持向量数据描述(SVDD)的驾驶员疲劳检测方法。该方法充分利用了IMF适合表征非平稳信号和SVDD擅长处理不平衡样本分类问题的优势。首先,将脉搏信号进行经验模态分解;然后,提取各IMF时频特征:归一化能量、最大瞬时频率和瞬时幅值平均值;最后,用SVDD分类器对驾驶员疲劳状况做出判别并给出疲劳等级。对比实验表明,该方法能有效检测出驾驶员的疲劳状况。

车用永磁同步电机启动过程分析和实现

电动机驱动技术是电动车的核心技术之一。随着永磁体技术和电力电子技术的不断发展,永磁同步电机(PMSM)在新能源电动车领域得到了越来越广泛的应用。在电动车驱动系统中,电动机启动响应的快速性和稳定性对电动车的动态性能和驾驶性能具有重要影响。为了实现永磁同步电动机良好的启动效果,结合永磁同步电动机的数学模型,对基于磁场定向控制技术(FOC)下的永磁同步电动机启动过程及其控制系统中影响电动机启动效果的转子位置检测、定子电流检测以及PI控制器参数调节等关键技术进行了系统地研究与分析。在此基础上,完成了永磁同步电动机磁场定向控制系统的设计。并在实验室环境下,利用测功机模拟电动车在不同路面状况下的负载工况,使电动机取得了快速、平稳的启动效果。

基于AutoSAR规范的驱动代码生成工具箱设计与实现

针对汽车控制器中驱动代码生成存在对硬件依赖性强、代码格式不规范、可重用性不强等问题,提出利用仿真建模工具Simulink/RTW、结合AutoSAR规范、基于代码生成技术的汽车控制器驱动工具箱的设计方法。通过对驱动配置模块的不同芯片配置及对相关参数的设置满足多处理器需求,依据AutoSAR规范对驱动函数接口的封装实现代码的可重用性。最后将设计的驱动工具箱结合代码生成模板应用于BCM车窗控制系统,实验证明了该方法的高效性和可行性。