时间触发合作式调度的分布式嵌入式系统及在汽车ACCS控制系统中的应用

发布时间：2020-10-11 04:56

　　 基于CAN总线的分布式嵌入式控制系统的应用日益普遍,系统控制和保护功能愈来愈复杂。在研制这些安全性要求很高的系统过程中,必须对其数字控制器进行充分的测试和参数整定。在完全消除控制器硬软件错误之前,就直接使用实际系统进行测试是不合适的。 解决上述问题的途径之一是采用实时仿真系统,即将实际“执行器——整车——传感器”代之以实时模型,与实际控制器构成闭环控制系统。由于该实时仿真测试系统回路中具有实际微控制器和接口硬件,因而被称为硬件回路仿真(Hardware-In-the-Loop Simulation),简称HIL。本文跟踪国内外的最新研究成果,建立了一种软硬件相结合的基于ARM7 LPC2119的HIL嵌入式仿真测试系统。 本文还深入分析了嵌入式操作系统合作式与抢占式任务调度策略的优劣,依据Pont等人提出的时间触发合作式调度的思想,在单个ARM微处理上,实现了该嵌入式调度器的移植。时间触发的合作式调度器使用定时器驱动任务调度,任务之间不可抢占且具有毫秒级的响应时间,具有实时性、可预测性和可靠性高等特点。 通信和协调是分布式控制系统的关键技术,它将物理上分散配置的子系统有机的联系在一起,实现系统资源的共享。本文在详细分析标准CAN总线协议和现有CAN总线高层协议的基础上,在分布式的多个ARM微处理器平台上,实现了一种使用时间触发方式的CAN总线协议和基于此CAN总线高层协议的多处理器的时间触发合作式调度器。并通过HIL的仿真测试平台,验证时间触发调度器和CAN总线协议的实时性、稳定性和可靠性。 随着现代汽车工业的进步,嵌入式控制器在汽车上使用呈一种快速递增的趋势,特别在中高档轿车上,已经普遍采用微控器替代原先的机械控制系统,称为电子式线控驾驶(Drive by wire)系统。汽车ACCS、ABS和ASR电子控制系统是这类电子式线控驾驶的代表。本文通过HIL嵌入式测试平台验证时间触发的调度器和高层CAN总线协议,能够满足电子式线控驾驶这类系统对实时性、安全性和可靠性的要求。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TP368.12
【部分图文】：

ple-CCS 系统虽然能够反映一些时间触发调度和改进网络协议的简单，无论是仿真端的模拟真实程度，还是控制端的功能都比较制端两个节点构成的分布式控制系统节点过少，无法充分证明本协议的可靠性和可用性。因此在 Simple-CCS 单双节点精简模型一个十节点的 ACCS 控制系统。控对象的仿真S 系统模型更接近于实际，它的 PC 端仿真程序包含了一个较完系，包括车体动力学模型、轮胎动力学模型和发动机传动模型。 车体动力学模型[11] [22]选用双轮模型仿真车辆的纵向动力学特征。图 2.10 是模型的原

减速器差动齿轮。现代的发动机一般都能够提供最大6000的RPM（每分钟转数），举例来说一个梅塞得斯奔驰V8引擎可以在转速3700的条件下，提供800Nm的扭矩。一个典型V8引擎的扭矩与转速关系如图2.11所示[11]。图2.11 典型V8引擎发动机转速与扭矩的关系通常模拟扭矩与转速关系的公式，采用二次函数逼近的方法，拟合的函数如下：2528.7 0.152 0.0000217MaxT = + R R（2-19）MaxT为引擎转速等于R 时，能够提供的最大扭矩力，拟合的效果图如图2.12所示：图2.12 引擎扭矩/转速拟合曲线与实际曲线的对比图

引擎扭矩/转速拟合曲线与实际曲线的对比图
【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 王桂荣,钱剑敏;CAN总线和基于CAN总线的高层协议[J];计算机测量与控制;2003年05期

本文编号：2836100