嵌入式控制系统V型开发模式的实验教学

张新丰，陈 慧

(同济大学汽车学院，上海 201804)

0 引言

嵌入式控制系统在各种工业产品中，已经越来越普及。比如在汽车中，就包括了发动机控制系统、制动防抱死系统、稳定性控制系统、自动变速箱控制系统、电子助力转向系统和车身控制系统等。在飞机和火车等各种复杂的机电系统中，控制器扮演者越来越重要的角色。现代车辆的控制器数量一般在20～30个，而高端车上已突破150个，已经占汽车总成本的30%［1，2］，在航空航天器上则更多。

V型开发流程是一种基于数字仿真工具进行离线仿真、基于控制器原型和硬件在环设备对控制算法和硬件进行快速验证的开发流程，在汽车、航空航天和工业自动化等领域得到了很大的应用。因此控制器V型开发模式教学，对于推广控制器设计工程领域的先进方式和方法，特别是培养机电系统开发的工程师，具有重要的意义。控制器开发方法的实践性很强，但因为V型开发模式需要控制系统数字仿真软件、快速原型设备、自动代码生成工具和硬件在环仿真测试系统等工具支持，若使用商业开发设备进行教学代价较高，资金上无法满足要求［3］。

本文结合“控制系统仿真与设计”课程教学改革实践，总结了如何对嵌入式控制系统，特别是控制器设计中出现的新方法流程——V型开发流程，进行教学的经验，重点论述如何进行实验教学内容设计及实验教学系统开发与搭建。

1 V型开发流程的基本内容

传统的嵌入式系统……