汽车复杂电控系统混杂通信网络的设计

发布时间：2016-08-15 16:04

  本文关键词：汽车复杂电控系统混杂通信网络的设计，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2014年

汽车复杂电控系统混杂通信网络的设计

陈曦  

【摘要】：随着汽车电子和电子控制技术的不断发展，也随着人们对汽车行驶性能要求的不断提高，车载电子控制系统也因此得到了越来越广泛的应用。然而不断增多的车载传感器和处理器等使得传统的线束连接不仅导致了汽车重量的大大增加，，连接的可靠性也大为降低。车载通信和网络技术的应运而生和广泛应用，不仅减少了大量的线束，而且大大提高了系统的可靠性，也为汽车电子控制系统在信息传递和信息共享等方面提供了可靠、快速和便利的保障[1]。 一方面随着汽车电子控制系统功能的不断增强，从简单的车体控制，到复杂的底盘、动力总成乃至于整车控制，对汽车电控系统的控制性能要求越来越高，进而对基于车载通信网络的数据传输的要求也越来越高。另一方面，汽车电子电控系统功能各异、对车载通信和数据传输的要求也不同，加上其严格的成本约束等也决定了现阶段不可能存在单一的车载通信总线技术能够满足所有汽车电子和电控系统的通信需求，因此基于不同通信技术的混杂通信网络就有其存在的合理性和必要性。 现有的混杂通信网络的设计大多基于独立控制系统的优化设计，不能够具有很强的通用性。同时所包含的控制系统大多是独立的电控系统，而现在先进的汽车控制系统已经开始向具有多目标约束的整车集成控制方向发展，进而有必要采用一种基于控制需求的“自顶向下”的车载通信网络的设计[2]。 本文提出了一种基于网络拓扑结构和传输性能优化的混杂通信网络设计方法，并在此基础上进一步提出了一种通信网络与基于模型的控制算法联合开发测试的方法。本文基于”汽车先进电控条件平台”和”电动汽车先进底盘和整车控制系统开发”等科研项目，详细分析了电控系统的功能，合理分类布局，设计了具有整车集成控制器和中央网关结构的混杂通信网络。同时对于通信网络的通信负载和传输率等通信能力进行了测试，根据测试结果从网络拓扑结构和传输性能两个方面对车载通信系统进行了优化，并提出一种基于通信网络与基于模型的控制算法开发的联合测试方法，不仅能够提高控制系统及网络通信虚拟仿真的置信度，也为车载通信系统进一步的设计开发和应用提供了前期基础。 本文还列举了混杂通信网络在汽车集成控制系统中的应用实例，从虚拟仿真测试、软硬件及驾驶员在环实时仿真平台测试和实车测试三个阶段开展了对汽车电控系统及其车载通信网络的开发和测试。良好的汽车控制性能表明，这种基于控制需求出发的网络设计方法能够实现优良的通信性能，并且具有很强的可行性和适用性，并满足未来更加严格的车载通信需求。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U463.6
【目录】：

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本文编号：94744