一種ABSECU硬件在回路測(cè)試臺(tái)的介紹
摘要：本文介紹了dSPACE 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和Tesis仿真模型,并介紹了德國(guó)奧迪汽車公司基于dSPACE的ABS ECU硬件在回路測(cè)試臺(tái)。
關(guān)鍵詞：ABS;dSPACE;硬件在回路仿真
1 引言
對(duì)現(xiàn)代汽車而言,汽車的安全性相當(dāng)依賴于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的電控單元的性能。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制器（ABS ECU）的軟件也越來越復(fù)雜,以至于在ABS開發(fā)的早期就需進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試。對(duì)ABS ECU 進(jìn)行實(shí)車的測(cè)試的代價(jià)是非常昂貴的,為了進(jìn)行極限情況下的測(cè)試,通常需要寒冷或炎熱的環(huán)境,對(duì)于測(cè)試人員來說很難實(shí)現(xiàn),而且會(huì)造成一定的人生安全的威脅。另外如果缺乏原型車,不得不導(dǎo)致試驗(yàn)推遲,這是與并行工程的原則相違背的。并且用真實(shí)汽車進(jìn)行測(cè)試存在可重復(fù)性差、不能復(fù)現(xiàn)同一測(cè)試條件等缺點(diǎn)。但無(wú)論如何,面對(duì)市場(chǎng)對(duì)車輛的可靠性和安全性的嚴(yán)格要求以及避免車輛被召回的危險(xiǎn),ABS ECU 的測(cè)試在ABS開發(fā)過程中占據(jù)關(guān)鍵的地位。面對(duì)這樣的難題,國(guó)內(nèi)外很多廠商都利用了硬件在回路仿真（HILS）系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)ABS ECU的測(cè)試。本文主要介紹一種德國(guó)奧迪汽車公司基于dSPACE的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的工業(yè)型硬件在回路測(cè)試臺(tái)。
2 dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)
dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是由德國(guó)dSPACE公司開發(fā)的一套基于MATLAB/Simulink的控制系統(tǒng)開發(fā)及測(cè)試的軟件和硬件工作平臺(tái)。
dSPACE系統(tǒng)的硬件主要包括基于PowerPC或DSP(如TI公司的TMS320C40 DSP和TMS320F240 DSP等)的處理器板,它用于實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶設(shè)計(jì)的算法或仿真模型的實(shí)時(shí)運(yùn)行;在處理板之外,dSPACE提供一套功能豐富的I/O板,以便于用戶對(duì)外界物理系統(tǒng)信號(hào)的處理,這些I/O的功能包括模擬輸入口（ADC）、模擬輸出口（DAC）、數(shù)字I/0、串行接口、CAN接口、PWM輸出口、增量編碼器子系統(tǒng)等。在處理器之間、處理器與I/O板之間用戶都可以根據(jù)需要任意組合構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng),也可以采用兩者集成在一起的單板系統(tǒng)。
dSPACE軟件系統(tǒng)充分利用了Matlab的強(qiáng)大功能,同時(shí)在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。其主要軟件組件包括RTI（Real-time Interface）、ControlDesk以及MotionDesk。RTI是連接dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)與軟件開發(fā)工具M(jìn)ATLAB/Simulink之間的紐帶。ControlDesk是dSPACE開發(fā)的新一代實(shí)驗(yàn)工具軟件。利用ControlDesk可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)硬件的圖形化管理、用戶虛擬儀表的輕松建立、變量的可視化管理、參數(shù)的可視化管理、實(shí)驗(yàn)過程自動(dòng)化。MotionDesk 可為dSPACE 處理器板上在線仿真的物體提供三維動(dòng)畫效果。
dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)提供了硬件在回路仿真測(cè)試平臺(tái)。HILS就是在控制器開發(fā)出來之后,實(shí)際的控制器和用來代替真實(shí)環(huán)境或設(shè)備的仿真模型一起組成閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng),難以建立數(shù)學(xué)仿真模型的部件（如液壓系統(tǒng)）可以保留在閉環(huán)中,進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的仿真測(cè)試。dSPACE的Simulator是應(yīng)用最廣泛的硬件在回路仿真器。它是一個(gè)集成的測(cè)試環(huán)境,包括：系統(tǒng)模型（包括發(fā)動(dòng)機(jī),汽車動(dòng)力學(xué)和路面模型等）,實(shí)時(shí)硬件,信號(hào)調(diào)理,故障模擬單元,負(fù)載模擬單元,實(shí)驗(yàn)軟件（包括實(shí)驗(yàn)管理,硬件管理,自動(dòng)化測(cè)試等功能）。dSPACE Simulator （dSPACE仿真器）可以根據(jù)任務(wù)需要來組成不同尺寸不同功能的系統(tǒng)。從手提系統(tǒng)到19’機(jī)柜,dSPACE 公司已提供了超過800套Simulator。硬件在回路仿真利用該仿真器模擬一個(gè)虛擬的車輛,在測(cè)試過程中保證仿真的實(shí)時(shí)性以及加入一些真實(shí)的部件,負(fù)載,并且模擬出一些故障,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ABS ECU 的仿真測(cè)試。
