面向柴油机电控的硬件在环仿真系统开发

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1、面向柴油机电控的硬件在环仿真系统开发(申请清华大学工程硕士专业学位论文)`培养单位：汽车工程系学科：动力工程申请人：刘志罡指导教师：李建秋教授联合指导教师：张科勋副研究员二О一七年五月DevelopmentofHardware-in-loopSystemforDieselEngineElectronicControlThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngin

2、eeringinPowerEngineeringbyLiuZhiGangThesisSupervisor:ProfessorLiJianqiuCoSupervisor:ResearcherZhangKexunMay，2017摘要摘要随着汽车电控技术的快速发展，V型开发模式和敏捷开发方法应用越来越广泛，硬件在环仿真系统在汽车电子产品尤其是动力电子产品的开发测试过程中发挥了重要作用。目前，商业化硬件在环仿真系统基本为国外产品垄断，价格高昂，维护成本高。而国内该类产品大多处于起步阶段，具有较大的提升空间。对此，本课

3、题结合国内柴油机电控企业的实际使用需求，提出一种面向柴油机电控的低成本的硬件在环仿真系统方案。首先，本课题针对柴油机电控系统开发，分析了硬件在环仿真系统的结构及需求，确定了系统构架。为了满足可靠性、扩展性和低成本需求，系统采用分布式结构，提供了模拟各类传感器的信号箱和模拟各类执行器的负载箱。系统内部通过PHY总线和以太网总线组网；总体采用主流的宿主机和从机的交互模式，宿主机用于建模和编译，从机负责信号分发及采集。其次，本课题详细介绍了硬件在环仿真系统中的功能模块及负载模块的硬件设计及驱动设计。其中，重点介绍了

4、转速输出模块和喷油特征测量、计算模块的驱动设计。同时通过仿真分析及可靠性设计，优化了系统的电磁兼容性并提高了系统的可靠性。再次，为满足大部分柴油机电控企业开发需要，本课题开发的硬件在环仿真系统同时支持基于主控的闭环控制模式和基于上位机的开环控制模式。闭环控制模式的主控模块以MPC5644A为计算核心，实现了基于Matlab/Simulink的底层驱动封装、自动代码生成和生成代码的在线下载。开环控制模式基于PC上运行的上位机软件，通过以太网总线直接采集分析和控制各功能模块，可由用户自行定义测试序列，实现复杂组合

5、的循环测试及自动测试。最后通过在常州易控汽车电子股份有限公司的柴油机电控系统EC36513系列上的实际测试应用，验证了本课题开发的硬件在环仿真系统。本系统可有效满足大部分测试需求，实现了课题目标。关键词：硬件在环；柴油机电控；以太网通讯；自动代码IAbstractAbstractAlongwiththedevelopmentofofvehicleelectronictechnology,Vdevelopmodeandsmartdevelopmethodsareusedmorewidely,andthehard

6、ware-in-loopsystemplaysamoreimportantroleinthedevelopmentandtestprocedureforautomotiveelectronicproducts,especiallyinthepowertrainsystem.Atpresent,commercialhardware-in-loopsystemismonopolizedbyforeigncompanywithmuchhigherpriceandhighcostinmaintenance.Thedo

7、mesticproductsareatanearlystageandneedmoreimprovement.Therefore,basedontheactualrequirementofdieselengineelectroniccontrolenterprises,thethesisproposesahardware-in-loopsystemschemefordieselenginewithlowercost.Firstly,thethesisanalyzesthestructureandrequirem

8、entofhardware-in-loopsystemforthedevelopmentofdieselengineelectroniccontrolsystem,anddefinesthesystemarchitecture.Togetbetterreliabilityandscalability,andalsotolowerthecost,distributedarchitectureisuse