FlexRay总线消息重传调度策略及其在线控制动的应用研究

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1、学校代号10532学号S150200319分类号TP336密级公开硕士学位论文FlexRay总线消息重传调度策略及其在线控制动的应用研究学位申请人姓名张彬培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称彭晓燕教授学科专业机械工程研究方向汽车电子与总线技术论文提交日期2018年4月23日学校代号：10532学号：S150200319密级：公开湖南大学硕士学位论文FlexRay总线消息重传调度策略及其在线控制动的应用研究学位申请人姓名：张彬导师姓名及职称：彭晓燕教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年4月23日论文答辩日

2、期：2018年5月14日答辩委员会主席：程军圣教授TheFlexRayBusMessageRetransmissionSchedulingStrategyandItsApplicationonBrake-by-WirebyZHANGBinB.E.(QingdaoUniversityofScienceandTechnology)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEnginee

3、ringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorPENGXiaoyanMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的

4、规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密，在______年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IFlexRay总线消息重传调度策略及其在线控制动的应用研究摘要随着人们对汽车的操纵性、安全性及舒适性要求的不断提高，传统以机械、液压传动的油门、转向、制动系统已向线传电控的方式转变

5、。传统的车载网络（LIN、CAN等）因带宽及实时性的不足，不能满足线控系统的性能需求，具备高传输速率、灵活拓扑结构、时间确定性和冗余容错等优势的FlexRay总线技术应运而生，特别适合应用于对实时性和安全可靠性要求很高的汽车线控系统。本文在分析及对比常用车载网络与FlexRay总线的故障处理机制以及构建通信系统失效概率模型的基础上，对FlexRay总线的静态段调度策略及其于线控制动的应用做了如下研究：（1）提出了一种基于可靠性目标的FlexRay总线静态段消息重传调度策略。首先以满足全局可靠性目标为前提，减小静态段报文重传对带宽的占用，建立消

6、息重传次数最优化数学模型；再对所有消息，以消息传输总延迟时间最小化建立混合整数线性规划（MixedIntegerLinearProgramming，MILP）数学模型来分配相应的发送时隙及周期，运用建模语言AMPl及相关求解器对上述两个数学模型进行编程求解；实验结果表明：通过将属于同一发送节点的不同消息在调度时组合在同一个时隙发送，与已有的方法相比能够提高消息的可调度性及带宽利用率，实现了消息传输时延的最小化，能使通信系统满足相应安全完整性等级（AutomotiveSafetyIntegrationLevel，ASIL）。（2）运用功能安全标

7、准ISO26262对线控制动的ASIL等级及安全目标进行了分析，设计了线控制动的系统架构，搭建了基于FlexRay总线的线控制动通信实验平台，根据消息重传调度策略所得的最优化调度结果，对通信系统进行了全系统仿真、半实物仿真及系统集成测试。首先运用CANoe.FlexRay软件对通信网络进行了功能建模及仿真分析，然后根据仿真模型开发了真实的FlexRay物理节点，运用总线接口硬件VN7600及CANoe.FlexRay软件对物理节点进行了半实物仿真及全实物集成测试，最后运用示波器对通信系统FlexRay总线上的的物理信号进行测试分析，总测试结果

8、表明传输的数据帧满足设计要求，各通信节点按照预先设计收发关系及时刻正常运行，物理信号波形规整，并且在实验室环境下的规定时间内无漏帧及错误帧。关键词：FlexRay总