车身控制单元硬件在环仿真与测试系统的开发

摘要

随着汽车中高新技术的广泛应用,越来越多的电子控制单元(electronic control unit,ECU)被嵌入到汽车中,不同种类的ECU功能差别很大,即使是同类ECU,也因厂商、车型不同功能有所差别,这使得ECU的诊断测试工作变得越来越复杂。本文提出了一种基于硬件在环的新型ECU诊断测试系统开发方案,利用该系统,可以将传统的实车测试,转化为在“虚拟车辆”中的测试。
　　本系统主要实现四个功能:总线通信测试、报文监听、故障模拟和ECU外部负载模拟。总线通信测试就是利用该系统模拟汽车中的某个ECU与其他ECU的总线通信过程,根据接收到的通信数据判断ECU的总线通信是否符合标准协议。报文监听是指利用该设备对汽车上常用的三种总线(CAN总线、LIN总线和K线)的通信过程进行监听,捕获ECU之间传输的数据。利用本系统的故障模拟功能可以对汽车上常见的总线故障进行模拟,并能读取ECU中的故障码,以便评价ECU的故障处理能力。为了检测ECU的负载驱动能力,以及对负载断路、短路等故障的处理能力,本系统利用DSP控制通过MOSFET的漏电流来模拟多种多样的ECU外部负载。
　　本文运用两种常见的控制器,对ECU负载模拟单元进行控制,PID控制器和模糊PID控制器,通过MATLAB仿真可以看出采用模糊PID控制器可以获得较好的快速性和自适应性。

目录

摘 要

Abstract

绪论

课题背景及意义

本文主要内容及论文结构

测试系统方案设计

引言

系统结构设计

硬件方案设计

控制软件整体设计

下位机程序整体设计

本章小结

测试系统硬件设计

引言

仿真主板硬件设计

负载模拟硬件设计

本章小节

测试系统软件设计

引言

USB转CAN程序设计

USB转SPI程序设计

总线通信测试

报文监听软件设计

负载模拟软件设计

本章小结

负载模拟控制器设计

引言

MOSFET建模

PID控制器设计

模糊PID控制器设计

实验结果及分析

本章小结

测试系统的实验结果及分析

引言

总线通信测试

报文监听

故障模拟

负载模拟

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢