基于嵌入式系統(tǒng)的高壓共軌控制軟件研究.pdf

1、高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)是一種高度柔性的燃油系統(tǒng),為柴油機(jī)和車輛的性能優(yōu)化提供了非常大的自由空間,高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)已成為國外各大柴油機(jī)制造商研究的熱點(diǎn)和未來柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向,GD-1高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)為國內(nèi)正在自主研發(fā)的系統(tǒng)之一。本文將嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)引入到高壓共軌系統(tǒng)控制軟件的研究中,在控制軟件的總體設(shè)計(jì)、多任務(wù)設(shè)計(jì)、控制軟件程序設(shè)計(jì)、標(biāo)定監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面開展了具體的工作。
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2、.基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對GD-1高壓共軌系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行深入研究,采用分層式的模塊化思想設(shè)計(jì)了控制策略,并對控制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)。將嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)引入到GD-1高壓共軌系統(tǒng)控制軟件研究中,對GD-1控制軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),整個(gè)控制軟件分成多個(gè)功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),每個(gè)控制模塊執(zhí)行相對簡單和獨(dú)立的功能；將控制策略的各模塊進(jìn)行組合,劃分為12個(gè)任務(wù)并確定了各任務(wù)的優(yōu)先級；對任務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了基于任務(wù)優(yōu)先級的調(diào)度策略和任務(wù)流,保證了各

3、任務(wù)基于優(yōu)先級占用CPU,充分利用軟硬件資源。
　　 2.利用Matlab/Simulink工具對控制軟件進(jìn)行編程,利用Targetlink工具自動(dòng)生成程序代碼,縮短了調(diào)試階段；利用該工具的仿真分析功能,在PC機(jī)上及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析和解決控制模型存在的問題。編寫了makefile文件,利用make命令對控制軟件進(jìn)行編譯,縮短了編譯時(shí)間,使得控制軟件的編譯連接過程簡單高效。最終完成了基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的控制軟件編制。
　　

4、 3.基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了標(biāo)定監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了基于CAN通信的硬件電路和通信信息碼；采用定時(shí)方式調(diào)度監(jiān)測任務(wù),采用中斷方式產(chǎn)生事件來控制標(biāo)定任務(wù)的起停,并將兩者的任務(wù)優(yōu)先級和總線優(yōu)先級設(shè)為較低,以滿足柴油機(jī)控制的實(shí)時(shí)性、精確性要求；設(shè)計(jì)了在線標(biāo)定存儲(chǔ)區(qū),直接對標(biāo)定RAM區(qū)的控制參數(shù)進(jìn)行在線更改,實(shí)現(xiàn)了真正的在線標(biāo)定；設(shè)計(jì)了控制器信息數(shù)據(jù)文件,形成了FLASH標(biāo)定數(shù)據(jù)區(qū)、標(biāo)定RAM區(qū)和鏡像內(nèi)存區(qū)的映射關(guān)系,大大減少了讀寫ECU的次

5、數(shù)。
　　 4.基于CAN總線和多線程技術(shù)設(shè)計(jì)了用于高壓共軌系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。硬件方面,設(shè)計(jì)了仿真ECU,成功實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速信號的輸出、D/A轉(zhuǎn)換和目標(biāo)ECU輸出信號的準(zhǔn)確測量。軟件方面,采用了多線程技術(shù),監(jiān)控界面作為主線程,采用Labview完成,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示、參數(shù)設(shè)定、工況調(diào)整及數(shù)據(jù)保存等功能；模型線程和通訊線程采用VisualC++開發(fā),作為子線程。通訊方面,分別對仿真ECU和PC機(jī)進(jìn)行CAN通訊編程,通過USBC

6、AN轉(zhuǎn)換卡,實(shí)現(xiàn)了兩者之間準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)通訊,通訊速率達(dá)500Kps。
　　 5.形成了自主開發(fā)的基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的Ⅴ型控制軟件開發(fā)平臺(tái),大大改善了電控發(fā)動(dòng)機(jī)控制軟件的開發(fā)環(huán)境。用控制框圖實(shí)現(xiàn)控制策略,降低了文字說明的不準(zhǔn)確性；自動(dòng)生成程序代碼,縮短了調(diào)試階段；硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)對ECU軟硬件測試和驗(yàn)證,降低了發(fā)動(dòng)機(jī)控制軟件的開發(fā)費(fèi)用及周期；高效的標(biāo)定監(jiān)測系統(tǒng)提高了控制器的優(yōu)化效率；控制軟件劃分為多個(gè)任務(wù),由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)調(diào)度