汽车电控专题实验报告.doc

汽车电控专题实验实验综述：汽车电控专题实验包括“基于AD5435电机实时仿真控制”、“基于CANape的总线标定诊断”与“基于CANoe的总线通信 分析仿真测试记录”三个子实验。以实验室内的电机仿真控制系统为例，总体的思路就是利用Matlab/simulink驱动模块库建立轮毂电机的控制模型，初步完成控制算法的设计，将Matlab/simulink的控制算法连接实际被控对象，进行实时算法验证与调整。完成控制器快速原型之后，利用RTW-EC与ControlBase_ET将模型自动生成产品级嵌入式代码，实现电控系统软件代码自动生成;在完成控制器软硬件功能开发之后，利用DeskHIL硬件在环测试系统，在短时间内即可对控制器进行各种工况条件下的复杂功能测试；利用CANape标定软硬件系统就可以完成控制器在台架、实车等控制对象上的参数匹配与优化 实验一：基于AD5435的电机实时仿真控制1、 试验目的：熟悉V模式开发的流程，通过AD5435仿真机的实际操作实现硬件在环仿真二、试验系统介绍：1、系统组成 1-1系统的电路图注意事项：1）泄放电阻的设定电压上限要大于电机的工作电压，如果操作中出现电机未启动直流电源给泄放电阻放电的情况，要重新预设泄放电阻的电压值。2）开机时先让泄放电阻工作后开直流电源，关机时先关闭直流电源，在关闭泄放电阻。3）接线之前要仔细检查，出现意外，第一时间关闭电源。2、系统功能通过AD5435仿真机实现AD采集和DA输出功能。AD5435仿真机通过CAN通信实时给电机发送命令，控制系统运行。 1-2系统的原理图三、实验操作1、基本操作AD5435的主体部分和电脑必须通过以太网或路由器进行连接。将笔记本电脑与AD5435 一对一连接后改变电脑的IP地址（如172.16.202.11或13等）。仿真机的IP地址默认为 172.16.202.12。下面通过一个虚拟信号发生器的demo，介绍如何搭建模型、自动生成代码并编译、进行模型定义、创建实验监控界面以及运行实时仿真。a.搭建模型启动 MATLAB。然后创建和设置当前目录。打开Simulink模块库，创建、搭建如下的Simulink模型并确认模型能成功运行：b编译模型首先，打开“Configuration Parameters”，设置求解器（Solver）“Type”里为“Fixed Step”。如下图所示。其次，在“Real-Time Workshop”的“System target file”中点击“Browser”选择“aandd_AD5435.tlc”。最后，点击“Build”后，模型会被编译，然后产生执行文件。当编译成功后，MATLAB 命令窗口中会出现“# Successful completion of Real-Time Workshop build procedure for model : (model name)”。c.模型定义 双击桌面上的图标启动 MD选中 MATLAB 当前目录，点击“Create New folder”。在出现的下面窗口中，选择“Front End Type”为“Linux Target”。点击 Close按钮，后会出现下面的窗口。在“Select model header files”窗口的“(MATLAB current directory)￥Test_AD5435_rtw”中选择“(model name).h”文件，点击 open。然后，点击“Read Header File”。确定步长大小和 Simulink 模型里面的设置一样（固定“Solver”步长），点击close 。依次设置下面的内容：（1）编辑模型定义在系统类型中选择“AD5433/35 color”，在 AD5435 那里输入 IP 地址（初始设置是 172.16.202.12）。设置完成后点击close 。（2）编辑信号定义选择在 VC 中要监视的信号。“ml.Out”在这里作为例子被选中。2D 监视器的初始设置为“Off”，应为这里要显示图像，所以这里是“On”。点击 ，设置完成后关闭（3）编辑参数定义选择在 VC 中要监视的参数。参数 1. “m1.SELECT_Value”和参数 2“ m1.BAIRITSU_Value”作为例子被选中。（4）设置保存 S 函数定义保存数据的 S 函数在这个例子中不用。点击 ，完成关闭 MD。d.用 VC 创建 GUI双击桌面上的图标启动 VCDesigner。（1）点击Yes 创建新的应用。指定项目文件夹（用 MD 创建的文件夹），点击OK。（2）点击菜单栏的 “Insert (I)” menu “Adding a Display Panel”，或者工具条下的“Add Display Panel”。（3）添加控件，属性设置创建新项目的时候，用下面三个函数来设计显示面板。- “Model Control Button - Execute” ： 执行模型- “Model Control Button Execute Complete” ： 停止模型- “System Operation Button - Complete” ： 完成应用从工具箱的“Button”把“Model Control”拖拉到显示面板。右击项目的控件，从菜单选择“Properties”，设置命名和标题。打开模型控制按钮的属性选项，设置“Command”为 “Execution”在“Start”栏下设置“Title Name”然后点击 OK。（4）分配模型的监控信号的控制到显示面板。从工具箱里的“Indicator”把“Trend”拖拉到显示面板。右击已经拖到面板的控件，选择“Properties”.在“Trace”栏下的“Trace 1”下选择显示的信号。（5）给输出信号改变幅值率分配控制。从工具箱拖拉“Settings”里面的“Numeric Input” 到显示面板。右键打开“Numeric input”的属性。点击“Parameters”栏指定参数。“Constant” 模块“BAIRITSU”在这里关联（6）用菜单栏的“Insert (I)” menu - “Add a Display Panel for the ADX”或者工具条里面的“Add a Display Panel for theADX”创建一个新的面板。会出现下面 AD5435 的特殊显示面板。拖拉工具条下“For theADX”里面的“Model Control”到显示面板。（7）窗口完成后，点击菜单栏的“File (F) - Saving the Project File Ctrl+S”。（8）点击菜单栏的“Run Mode (R)” “Start F5”或者 （运行开始按钮）。实验二：基于CANoe的总线通信分析仿真测试一、 试验目的：1. 掌握CAN总线数据链路层及物理层；2. 了解CANoe配置方法；3. 了解总线仿真的几种形式和总线仿真的方法。二、 试验系统介绍1、系统组成系统包括PC，CANoe，CANcaseXL2、系统功能系统用于CAN报文接收及信号分析；CAN总线仿真。3、主要元器件的介绍（软硬件）1）软件：CANoe是网络和ECU开发、测试和分析的专业工具，支持从需求分析到系统实现的整个系统开发过程。在开发的初期阶段，CANoe可用于建立仿真模型，在此基础上进行ECU的通信功能评估。在完成了ECU的开发后，该仿真模型可以用于整个系统的功能分析、测试以及总线系统和ECU的集成。CANoe具有测试功能集，用于进行自动化测试。运用该功能，可以进行一系列的连续测试，并自动生成测试报告。另外，CANoe具有诊断功能集，用以与ECU进行诊断通信。2） 硬件：CANcaseXL高性能的双通道的CAN/LIN接口卡。CANcaseXL带有CAN/LIN控制器，根据实际测试的需要可以在CANcaseXL中安装CANpiggy（CAN收发器）或者是LINpiggy（LIN收发器）进行CAN/LIN总线测试。一端通过DB9接口与CAN/LIN总线连接，另一端通过USB2.0接口与PC连接通过CANoe获取网络CAN/LIN网络数据。 三、 试验内容1、基本操作CANoe配置：打开CANoe，新建配置工程，通过Configuration - OptionsMeasurement - Channel Usage 选择所要使用的总线通道个数。通过Configuration-Hardware Configuration- Driver出现如下图的界面。通过Licenseoverview可以查看CANcaseXL中Vector软件License的状态。在CANcaseXL中将CANoe的软件通道与CANcaseXL的硬件通道进行映射。完成软件与硬件关联。2、基础案例操作（提供Demo）通过IG模块发送CAN报文。1. 使用CANcaseXL将两个高速CAN通道通过DB9接头互联(引脚中2为CAN_L，7为CAN_H)，CAN_L与CAN_H之间接入120电阻。2. 打开CANoe建立一个双通道 500kbps的CANoe工程。（图1）3. 在View-Simulation Setup中两条总线处点击右键，选择insert Interactive Generator Block。4. 添加完成后出现以下界面。双击IG模块，弹出交互窗口如右图。5. 选择CAN页面填入CAN的ID, 选择通道，Frame类型（数据帧或是远程帧），数据场长度，发送方式和数据场数据，完成一条报文编辑。6. 点击CANoe运行按钮，可以通过ViewTrace 窗口看到从CAN1通道发出的CAN报文，在CAN2通道接收的CAN报文 ID 为0x123数据场为在IG模块中设置的内容。 实验三：基于CANape的总线标定诊断1、 试验目的：学习使用CANape软件对虚拟ECU进行标定2、 试验系统介绍1、系统组成CANape软件、CANcaseXL硬件、PC机2、系统功能CANape主要用于电控单元（ECU）的参数优化（标定）。它在系统运行期间同时标定参数值和采集测量信号。CANape与ECU的物理接口可以是使用CCP（CAN标定协议）的CAN总线，或者是使用XCP协议的FlexRay实现。另外，通过集成的诊断功能集（Diagnostic Feature Set），CANape提供了对诊断数据和诊断服务的符号化访问。这样，它就为用户提供了完整的诊断测试仪功能。CANape使用标准协议的特性使其成为了覆盖ECU开发所有阶段的一种开放而灵活的平台。基本功能：l 同步地实时采集和显示ECU内部信号（通过CCP/XCP），CAN、LIN、FlexRay总线信号以及来自外部测量设备的信号l 通过CCP/XCP进行在线标定和通过XCP进行实时激励（Stimulation）l 离线标定l 快速而安全地使用二进制文件和参数组刷写Flash（Flash编程）l 无缝集成KWP2000和UDS诊断函数l 强大的标定数据管理、参数组比较和合并功能l 在测量、离线分析或旁通（bypassing）过程中使用集成的MATLAB/Simulink模型进行计算l ASAM MCD3 测量和标定自动化接口l 与ECU测量数据一起同步采集视频、 音频、GPS和外部测量设备的环境数据l 使用集成的编程语言自动执行用户输入序列和处理测量值与信号。3、主要元器件的介绍（软硬件）CANape：为开发者提供了一种可用于ECU开发、标定、诊断和测量数据采集的综合性工具。CANape主要用于电控单元（ECU）的参数优化（标定）。它在系统运行期间同时标定参数值和采集测量信号。CANape与ECU的物理接口可以是使用CCP（CAN标定协议）的CAN总线，或者是使用XCP协议的CAN或FlexRay总线。另外，通过集成的诊断函数集（Diagnostic Feature Set），CANape提供了对诊断数据和诊断服务的符号化访问。这样，它就为用户提供了完整的诊断测试仪功能。CANape使用标准协议的特性使其成为覆盖ECU开发所有阶段的一种开放而灵活的平台。CANcaseXL：移动和固定的CAN和LIN网络的开发、仿真、测试及维护需要高性能、容易使用、适应性强的硬件接口。其中VN1610/VN1611双通道，体积和重量最小的；VN1630/VN1640四通道，配置灵活，并可配置IO通道。VN1600支持CANoe、CANalyzer、CANape、Indigo、vFlash等系列Vector软件，及客户自定义软件；可在实验室、台架、维修站、实车上应用。从单通道分析到多通道仿真、诊断、标定、flash编程均可应用。支持多个应用程序同时应用于同一硬件设备及同一通道。3、 试验内容1、基本操作1. 在开始菜单下，在程序/Vector CANape 10.0下打开Demo路径下的CCP Demo将CANape自带的Demo打开。该Demo包括：CANape标定上位机工程及虚拟E