本文關(guān)鍵詞：船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)系統(tǒng)的研發(fā)

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【摘要】：硬件在環(huán)仿真測(cè)試是開(kāi)發(fā)控制系統(tǒng)的必要測(cè)試手段之一,不僅能夠加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度,降低開(kāi)發(fā)成本,而且能夠系統(tǒng)地對(duì)所開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試、功能測(cè)試和極限工況測(cè)試。將硬件在環(huán)仿真測(cè)試應(yīng)用于船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程能極大地縮短系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、機(jī)旁監(jiān)控與安保系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和橋臺(tái)操控系統(tǒng)組成,對(duì)船用柴油機(jī)進(jìn)行全面的控制、監(jiān)測(cè)和安全保護(hù)。本文針對(duì)自主開(kāi)發(fā)的船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng),研發(fā)了其硬件在環(huán)仿真系統(tǒng),對(duì)信息化系統(tǒng)進(jìn)行性能仿真測(cè)試和控制功能測(cè)試。硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)主要由上位PC機(jī)系統(tǒng)、仿真ECU系統(tǒng)和船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)組成,主要內(nèi)容如下:1.模擬柴油機(jī)燃油噴射電控ECU報(bào)文發(fā)送過(guò)程:采用CAPL語(yǔ)言編程技術(shù),以CANoe為硬件通信接口,建立基于SAE J1939的CAN應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù),采用時(shí)間觸發(fā)和事件觸發(fā)相結(jié)合的觸發(fā)機(jī)制,實(shí)時(shí)模擬柴油機(jī)燃油噴射電控ECU發(fā)送CAN報(bào)文,主要報(bào)文有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油進(jìn)機(jī)壓力、淡水出機(jī)溫度等。2.基于船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)的需求,采用單片機(jī)XC2765開(kāi)發(fā)仿真ECU。仿真ECU的軟硬件均采用模塊化設(shè)計(jì),硬件被劃分為電源模塊、D/A模塊、CAN總線模塊;軟件被劃分為系統(tǒng)初始化模塊、模擬信號(hào)產(chǎn)生模塊、脈沖信號(hào)產(chǎn)生模塊以及CAN通信模塊。3.仿真ECU系統(tǒng)模擬產(chǎn)生傳感器信號(hào),測(cè)試船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理功能。模擬凸輪軸信號(hào)盤(pán)(6+1齒)、曲軸信號(hào)盤(pán)(60-2齒)產(chǎn)生相應(yīng)的7x、58x脈沖信號(hào);模擬產(chǎn)生淡水出機(jī)溫度傳感器信號(hào),信號(hào)值為0~5VDC;模擬產(chǎn)生機(jī)油進(jìn)機(jī)壓力傳感器信號(hào),信號(hào)值為4~20m A。對(duì)船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)進(jìn)行了硬件在環(huán)仿真測(cè)試和真機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,結(jié)果表明,本文所開(kāi)發(fā)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)合理可行。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī)信息化系統(tǒng) 硬件在環(huán) CAN總線 CAN應(yīng)用層協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U665.26
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-15
• 1.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)研究背景及意義12
• 1.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)研究意義13
• 1.4 課題來(lái)源及主要工作13-15
• 第二章 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)15-22
• 2.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真技術(shù)概述15-18
• 2.1.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程15-16
• 2.1.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)現(xiàn)代開(kāi)發(fā)流程16-17
• 2.1.3 硬件在環(huán)仿真的概念17-18
• 2.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)工作原理18-21
• 2.2.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)組成原理18-20
• 2.2.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)總體設(shè)計(jì)方案20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 CAN總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-39
• 3.1 CAN總線技術(shù)22-27
• 3.1.1 CAN總線簡(jiǎn)介22
• 3.1.2 CAN總線電氣特征22-23
• 3.1.3 CAN總線的幀結(jié)構(gòu)23-25
• 3.1.4 CAN總線通信機(jī)制25-26
• 3.1.5 CAN應(yīng)用層協(xié)議概述26-27
• 3.2 硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)信息流分析與規(guī)劃27-32
• 3.2.1 總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)27-28
• 3.2.2 SAE J1939數(shù)據(jù)鏈路層28
• 3.2.3 節(jié)點(diǎn)信號(hào)定義28-30
• 3.2.4 應(yīng)用層標(biāo)識(shí)符ID編碼30-31
• 3.2.5 應(yīng)用層數(shù)據(jù)域定義31-32
• 3.3 CANoe半實(shí)物仿真32-38
• 3.3.1 創(chuàng)建CANdb++數(shù)據(jù)庫(kù)32-33
• 3.3.2 利用CAPL語(yǔ)言編寫(xiě)仿真程序33-37
• 3.3.3 人機(jī)交互界面的開(kāi)發(fā)37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)39-55
• 4.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)要求39-40
• 4.1.1 硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)仿真ECU功能分析39-40
• 4.1.2 硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)仿真ECU各部分設(shè)計(jì)要求40
• 4.2 仿真ECU硬件的開(kāi)發(fā)40-54
• 4.2.1 MCU及其最小系統(tǒng)41-45
• 4.2.2 電源電路45-49
• 4.2.3 模擬信號(hào)輸出(D/A)接口電路49-50
• 4.2.4 V/I轉(zhuǎn)換電路50-52
• 4.2.5 脈沖信號(hào)輸出(P/O)接口電路52-53
• 4.2.6 CAN總線接口電路53-54
• 4.2.7 仿真ECU實(shí)物54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第五章 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)55-70
• 5.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)55-59
• 5.1.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境55-57
• 5.1.2 仿真ECU軟件的總體架構(gòu)57-58
• 5.1.3 系統(tǒng)上電初始化模塊58-59
• 5.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)信號(hào)產(chǎn)生軟件設(shè)計(jì)59-66
• 5.2.1 模擬傳感器信號(hào)產(chǎn)生模塊59-61
• 5.2.2 脈沖信號(hào)產(chǎn)生模塊61-66
• 5.3 仿真ECU通信軟件設(shè)計(jì)66-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)與測(cè)試70-77
• 6.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)70-74
• 6.1.1 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的組建70-71
• 6.1.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)通信總線試驗(yàn)與測(cè)試71-72
• 6.1.3 曲軸與凸輪軸傳感器仿真信號(hào)的調(diào)試結(jié)果72-73
• 6.1.4 模擬類傳感器仿真信號(hào)的調(diào)試結(jié)果73-74
• 6.2 船用柴油機(jī)信息化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試74-77
• 第七章 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 總結(jié)77
• 7.2 展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-81
• 附錄81-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果93-94
• 致謝94-95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：993016