用于汽车电气系统实时仿真的混合平台研究

用于汽车电气系统实时仿真的混合平台研究

借助汽车仿真技术，可以在进行实车试验前，对电气系统设计进行评估，发现并改进设计中存在的问题，从而缩短汽车开发周期，降低汽车开发成本。随着汽车电气系统复杂性的不断增加，对仿真平台的要求也越来越高，尤其是实时性要求。目前，对汽车电气系统建立的仿真平台完全依赖于电子控制单元（ECU）性能和所构建电气系统模型的保真度，不能完全代替真实的系统。为了降低这种影响，将汽车电气系统的控制系统使用硬件代替，与电气仿真模型连接成为一个硬件在环仿真平台，但仍然不能消除对ECU的依赖，难以满足实时性要求。对此，研究将现场可编程门阵列（FPGA）与原本的硬件在环仿真平台结合，给出一种可对汽车电气系统进行实时仿真的混合平台。

所开发混合平台结合了硬件在环仿真平台的灵活性和FPGA平台的实时性。实现时，由于硬件在环仿真平台可以在多ECU上运行，具有较高的灵活性，因而可通过该平台建立电气系统的仿真模型。由于FPGA采用了并行的计算架构，能够提供较快的计算速度，但基于FPGA的编程较难，因而将FPGA作为电气系统仿真模型的计算平台。两个仿真平台的连接通过定义的接口实现，设计时采用模块化设计方法，定义通用的接口类型。对该混合平台的性能进行验证时，利用该平台对电动汽车电机控制系统进行仿真，该系统具有较高的切换频率，因而对实时性要求较高。结果显示，所设计的混合平台能够很好地跟随电气系统的变化，反映电气系统的实时性。

MaherA.Hasanetal.SAE 2016-01-2028.

编译：李臣