用于汽車電氣系統(tǒng)實時仿真的混合平臺研究

借助汽車仿真技術(shù)，可以在進行實車試驗前，對電氣系統(tǒng)設計進行評估，發(fā)現(xiàn)并改進設計中存在的問題，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)復雜性的不斷增加，對仿真平臺的要求也越來越高，尤其是實時性要求。目前，對汽車電氣系統(tǒng)建立的仿真平臺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硬件在環(huán)仿真平臺，但仍然不能消除對ECU的依賴，難以滿足實時性要求。對此，研究將現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）與原本的硬件在環(huán)仿真平臺結(jié)合，給出一種可對汽車電氣系統(tǒng)進行實時仿真的混合平臺。

所開發(fā)混合平臺結(jié)合了硬件在環(huán)仿真平臺的靈活性和FPGA平臺的實時性。實現(xiàn)時，由于硬件在環(huán)仿真平臺可以在多ECU上運行，具有較高的靈活性，因而可通過該平臺建立電氣系統(tǒng)的仿真模型。由于FPGA采用了并行的計算架構(gòu)，能夠提供較快的計算速度，但基于FPGA的編程較難，因而將FPGA作為電氣系統(tǒng)仿真模型的計算平臺。兩個仿真平臺的連接通過定義的接口實現(xiàn)，設計時采用模塊化設計方法，定義通用的接口類型。對該混合平臺的性能進行驗證時，利用該平臺對電動汽車電機控制系統(tǒng)進行仿真，該系統(tǒng)具有較高的切換頻率，因而對實時性要求較高。結(jié)果顯示，所設計的混合平臺能夠很好地跟隨電氣系統(tǒng)的變化，反映電氣系統(tǒng)的實時性。

MaherA.Hasanetal.SAE 2016-01-2028.

編譯：李臣