中高速柴油机实时模型的设计与软硬件实现

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在当前节能环保的形势下,发动机节能减排技术为人们所重点关注。电控技术作为发动机节能减排的核心技术,在国际上已经广泛采用。随着发动机电控单元(ECU)的功能和复杂程度不断提高,传统的台架试验调试ECU方法已经被现代的计算机辅助控制系统设计技术所取代。在当前的ECU开发流程当中,硬件在环仿真技术(HIL)是提高开发效率的关键环节。基于这种发展要求,本研究设计开发一种基于DSP的HIL测试平台,为发动机的ECU的测试开发提供一个平台。要建立ECU的硬件在环仿真平台,首先要建立发动机的实时仿真模型,本研究在部分试验数据的基础上在Boost中建立了发动机的模型,并根据实验数据对此模型进行仿真验证和修改,保证该模型的准确性,然后利用该模型计算发动机在各个工况下的运行参数,利用这些参数在Simulink中建立发动机的本体模型,并根据实验数据和经验公式建立发动机的各个附属模型,最终在Simulink中建立发动机的实时仿真模型。传统的DSP应用系统设计流程分为两个部分:开发设计和产品实现,并且这两个部分分别在不同的开发环境下进行,为了提高DSP的开发效率,本研究采用系统级设计方法,系统级设计方法的核心是将DSP开发流程的两个部分在统一的开发环境中进行,从而有效地将开发流程的两个部分结合在一起。MATLAB中的Real-Time Workshop Embedded Coder和Target for TI C2000工具箱就是为了完成系统级设计而出现的,本研究就是利用这些工具箱实现DSP的系统级设计,将在Simulink中建立的发动机模型直接转换为支持DSP的C语言代码和工程文件,并且自动调用DSP的集成开发环境CCS对产生的工程文件进行编译,编译后可以自动下载到DSP目标板中运行,来模拟实际发动机运行。用新开发的ECU控制该电子柴油机模型可以检验ECU的各项功能是否正常。这样可以极大减少开发成本,缩短产品研发周期,准时提交一流的产品设计,抢占市场先机。
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