电动汽车TTCAN总线技术研究

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1、中国科学院电工研究所硕士学位论文电动汽车TTCAN总线技术研究姓名：王欢申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：王丽芳@中国科学院电工研究所硕士学位论文电动汽车TTCAN总线技术研究摘要TTCAN协议在CAN协议基础之上，将事件触发机制与实时性更高的时间触发机制相结合，提高了网络实时性，满足对安全性要求苛刻的实时系统以及总线日益增长的信息负载的需求；同时，CAN总线技术的基础为TTCAN总线技术研究奠定了很好的软硬件支持条件。论文首先介绍了TTCAN协议的通讯原理、软硬件环境的建立和总线网络性能的测试方法。按照ISO11898－4标准的要求，在自主研发的CAN总线实时仿真系统上结合软

2、件编程能够实现TTCAN协议的时间触发通讯功能，使整个系统成为具有时间触发功能的TTCAN总线通讯网络，得到网络要采用TTCAN协议通讯时各ECU必须具备稳定可靠的本地时钟和相应的时钟同步和计数机制的结论。结合混合动力电动汽车动力系统对采用TTCAN协议通讯时的网络性能进行了测试和分析，结果表明，TTCAN网络中周期型消息的实时性不受网络中其他消息的影响，时间触发通讯方式和系统矩阵的调度安排在一定程度上减少了总线上消息间的冲突，提高了网络实时性和总线带宽利用率。对比分析同等条件下TTCAN总线网络和CAN总线网络的性能，TTCAN协议能够保证网络总线在高峰值负载的情况下网络的实时性。研究

3、了对TTCAN总线网络中timemaster（时间主节点）和referencemessage（参考消息）进行故障诊断和容错的方法，通过实验验证了采用冗余的方式能够保证当前时间意义上的主节点和参考消息故障情况下整个网络的性能不受影响，提高故障情况下网络的可靠性。关键词：TTCAN协议时间触发电动汽车网络性能时间主节点参考消息故障诊断中国科学院电工研究所硕士学位论文电动汽车TTCAN总线技术研究AbstractBasedontheCANprotocol,TTCANprotocolisbothevent-triggeredandtime-triggered.TTCAN,inwhichtheco

4、mmunicationisdecidedbytime,improvesthereal-timeperformanceofthenetworkandmakesthecommunicationmeetthedemandofsecuritycriticalreal-timesystemandtheincreasingbusload.Atthesametime,theresearchonCANmakesgoodsoftwareandhardwareenvironmentforTTCAN.TTCANprotocol,thesoftwareandhardwareconditionandthemean

5、sofnetworkperformancetestareallintroduced.AccordingtoISO11898-4,thecommunicationbasedonTTCANprotocolisimplementedbyprogrammingonthereal-timesimulationsystemfortheCANbusandthesystemisturnedintoaTTCANnetwork.ItisconcludedthattheECUinTTCANnetworkmusthaveasteadyandreliablelocaltimeandrelevanttimesync

6、hronizationandtimingmode.TheperformanceofthenetworkinthepowertrainofhybridelectricalvehiclebasedonTTCANprotocolistestedandanalyzed.Theresultsindicatethatprofitingfromtime-triggeredmechanismandtheschedulinginthesystemmatrix,theperiodicmessageisnotimpactedbyothermessagesinthenetwork,theconflictamon

7、gthemessagesonthebusisdepressed,thereal-timeperformanceandbusutilizationarebothimprovedintheTTCANnetwork.ThenetworkperformanceofTTCANandCANarecomparedonequalcondition.Thereal-timeperformanceintheTTCANnetworkisalwaysgoo