汽车电子控制系统仿真与设计课程实验设计

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1、今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取汽车电子控制系统仿真与设计课程实验设计　　摘要:本文以“汽车电子控制系统仿真与设计”课程为依托，以现代汽车电子控制器开发的基本流程为主要内容进行实验设计。介绍了V型控制器开发模式的主要方法和开发步骤;并以电机调速控制为对象设计了一个简化的实验系统，明确了主要实验步骤。实验结果表明，此项实验设计可以提升学生对控制器开发过程的理解。　　关键词:V型开发模式;实验教学;电机调速控制　　0引言　　嵌入式控制系统在各种工业产品中，已经越来越普及。一辆现代车辆的嵌入式控制器数量一般在20

2、～30个，而高端车上已突破150个，其价值已经占汽车总成本的30%［1］。随着汽车电子控制技术的日益发展，控制器开发方法的研究和教育变得越来越重要。为此，不少院校本科阶段都开设了与汽车控制系统仿真相关的课程，并以实践教学方式提高学生对汽车电子控制系统设计方法的理解［2，3］。本文以我校车辆工程专业的“控制系统仿真与设计”必修课程为依托，以直流电机调速控制器设计为对象，讲述V型开发流程的实验教学。　　1控制器小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院

3、校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取汽车电子控制系统仿真与设计课程实验设计　　摘要:本文以“汽车电子控制系统仿真与设计”课程为依托，以现代汽车电子控制器开发的基本流程为主要内容进行实验设计。介绍了V型控制器开发模式的主要方法和开发步骤;并以电机调速控制为对象设计了一个简化的实验系统，明确了主要实验步骤。实验结果表明，此项实验设计可以提升学生对控制器开发过程的理解。　　关键词:V型开发模式;实验教学;电机调速控制　　0引言　　嵌入式控制系统在各种工业产品中，已经越来越普及。一辆现代车辆的嵌入式控制器数量一般在20～30个，而高端车上已突破150个，其价值已经占汽车总成本的3

4、0%［1］。随着汽车电子控制技术的日益发展，控制器开发方法的研究和教育变得越来越重要。为此，不少院校本科阶段都开设了与汽车控制系统仿真相关的课程，并以实践教学方式提高学生对汽车电子控制系统设计方法的理解［2，3］。本文以我校车辆工程专业的“控制系统仿真与设计”必修课程为依托，以直流电机调速控制器设计为对象，讲述V型开发流程的实验教学。　　1控制器小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　

5、V型开发模式教学内容很多情况下，要缩短控制器开发时间，就要求多个开发任务的同时进行，例如并行工程。软件开发中，并行工程意味着对一个软件功能的分析、说明、设计、实现和集成之后进行测试和校准工作，同时还进行其它的软件功能开发工作。不仅如此，还要针对不同的开发环境进行适当调整。控制器V型开发模式便能适应上述需求，使得软硬件开发能并行进行，大大提高了效率［2］。控制器V型开发模式解决了传统开发的诸多问题，已成为汽车行业广泛采用的控制器开发模式。因此，控制器V型开发模式教学对于推广控制器设计工程领域的先进方式和方法，培养从事机电系统开发的工程师，具有越来越重要的意义。V型开发流程分为如下5个阶段:(1)

6、功能定义与离线仿真。根据系统的功能要求，对系统的性能进行定义，包括传感器和执行器信号接口、控制目标和控制精度等，并在数字仿真软件中进行建模，建立控制器模型和被控对象模型，并进行离线仿真，开发符合系统功能要求的控制器和被控对象模型;(2)快速控制器原型。移除离线仿真模型的被控对象模型，接入快速控制器原型，建立实时仿真模型。所谓快速控制器原型是一类通用控制器硬件系统，包含丰富的I/O通道、AD/DA通道和相应的PWM通道等嵌入式控制器外围接口电路，并具有类似于嵌入式控制器的CPU工作环境，能模拟控制器在嵌入式控制器中的运行和接口输入输出，利用快速控制器原型机替代最终的目标电子控制单元，能实现对控制

7、器算法的快速在线验证，并验证控制系统软硬件方案的可行性;(3)自动代码生成。自动代码生成是将离线仿真设计并通过快速控制器原型验证过的图形化控制器代码自动生成嵌入式目标系统的代码，这种代码不需要进行手工修改，便可直接通过编译器编译下载到最终的目标系统;(4)硬件在环仿真测试。被控对象或者系统运行环境部分采用实际物体，部分采用仿真模型来模拟，进行整个系统的仿真测试。这种测试主要利用已经测试验证过的控制