用于汽車電氣系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真的混合平臺(tái)研究

借助汽車仿真技術(shù)，可以在進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)前，對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)設(shè)計(jì)中存在的問題，從而縮短汽車開發(fā)周期，降低汽車開發(fā)成本。隨著汽車電氣系統(tǒng)復(fù)雜性的不斷增加，對(duì)仿真平臺(tái)的要求也越來越高，尤其是實(shí)時(shí)性要求。目前，對(duì)汽車電氣系統(tǒng)建立的仿真平臺(tái)完全依賴于電子控制單元（ECU）性能和所構(gòu)建電氣系統(tǒng)模型的保真度，不能完全代替真實(shí)的系統(tǒng)。為了降低這種影響，將汽車電氣系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使用硬件代替，與電氣仿真模型連接成為一個(gè)硬件在環(huán)仿真平臺(tái)，但仍然不能消除對(duì)ECU的依賴，難以滿足實(shí)時(shí)性要求。對(duì)此，研究將現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）與原本的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)結(jié)合，給出一種可對(duì)汽車電氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真的混合平臺(tái)。

所開發(fā)混合平臺(tái)結(jié)合了硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的靈活性和FPGA平臺(tái)的實(shí)時(shí)性。實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于硬件在環(huán)仿真平臺(tái)可以在多ECU上運(yùn)行，具有較高的靈活性，因而可通過該平臺(tái)建立電氣系統(tǒng)的仿真模型。由于FPGA采用了并行的計(jì)算架構(gòu)，能夠提供較快的計(jì)算速度，但基于FPGA的編程較難，因而將FPGA作為電氣系統(tǒng)仿真模型的計(jì)算平臺(tái)。兩個(gè)仿真平臺(tái)的連接通過定義的接口實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，定義通用的接口類型。對(duì)該混合平臺(tái)的性能進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，利用該平臺(tái)對(duì)電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，該系統(tǒng)具有較高的切換頻率，因而對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。結(jié)果顯示，所設(shè)計(jì)的混合平臺(tái)能夠很好地跟隨電氣系統(tǒng)的變化，反映電氣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

MaherA.Hasanetal.SAE 2016-01-2028.

編譯：李臣