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仿真技术在汽车电子设计中的应用

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仿真技术在汽车电子设计中的应用

发布日期:2018-04-09 00:00 来源: 点击:

轿车电子设备的装备已成为当今轿车开展的潮流,电子技能的运用简直深人到了轿车一切的体系傍边。 

轿车电子规划已成为轿车体系规划中的重点和难点。传统方法下的轿车规划者不得不凭借各种机械的、液压的、电子的轿车零部件以验证轿车各子体系的功用,开发周期长,本钱居高不下。为了缩短开发周期、下降开发本钱,人们引入了SABER仿真技能进行轿车体系技能的验证和开发。SABER仿真技能通过对整个轿车体系进行有用的建模和剖析,能够节约很多的实验设备和实验时刻。国际上几大跨国轿车公司都已运用SABER仿真技能进行规划,如美国通用、群众、克莱斯勒等。目前,国内有泛亚技能中心能够运用此项技能与通用(北美)进行同步开发。 

1 SABER软件仿真技能 

SABER软件是一个在数学模仿及硬件规划方面功用卓著的仿真东西。关于杂乱的混合信号规划和验证问题,SABER软件为规划工程师供给了一种功用强大的混合信号行为仿真器。因为混合信号硬件描绘语言——MAST的支撑,SABER软件完成了单一内核混合信号及混合技能的仿真,彻底改变了模仿电路仿真的现状。SABER软件在混合技能范畴具有多个仿真引擎,能够别离处理不同范畴的规划单元,且遵从相应的守恒定律,支撑电力体系、机电一体化、机械体系、电子体系、光电操控体系、液压体系等体系单元。现在,SABER软件在轿车和飞机制作范畴已得到广泛的运用。尤其是在轿车制作范畴,许多欧美公司已将它定为行业标准,并出资SABER软件的开展以不断满意新的规划需求。 

SABER软件具有明显的优势:剖析从SOC到大型体系之间的规划,包含模仿电路、数字电路及混合电路;通过单一的混合信号仿真内核就能够供给精确有用的仿真成果;通过对稳态、时域、频域、核算、可靠性及操控等方面的剖析来查验体系功用。 

SABER仿真器能够让规划人员对从轿车的最初规划方案(方框图)到由实践电路和机械完成的完好体系进行仿真。这种才能关于杂乱运动操控体系的规划(如ABS体系、安全气囊体系、发动机操控体系、车身操控体系等)尤为重要。 

2 轿车电子仿真技能的运用 

轿车在投产之前要通过很多的测验实验,对原规划不断地进行批改往往会消耗很多的物力和时刻。在规划阶段,对各种情况进行模仿仿真、批改、完善规划,能够进步功率、缩短开发周期。运用SABER软件进行仿真,首要分为3个阶段:树立数学模型、对体系原理进行仿真和对仿真模型进行批改查验。 

2.1 树立数学模型 

所谓核算机仿真就是将实践体系的运行规律用数学方式表达出来,它们通常是一组微分方程或差分方程,然后通过核算机选用数值求解法求解这些方程。 

在仿真之前,首要对体系原理图中的一切零部件进行抽象化,树立数学模型,制作体系的数学模型。为了对电路或体系进行核算机仿真,常常需求开发一个或一组模型。要研讨电路的具体特性,可能要求对物理器材建模,有时还需求对大型电路或体系建模。体系模型可能无需和器材模型相同翔实,但作为大体系仿真的一部分,体系模型依然非常有用。零部件数学模型的质量直接联系到仿真成果的准确性。通过对数学模型各种参数特点的设置来模仿零部件的功用,一起,通过很多核算和实验,不断批改、完善数模。关于同一类零部件能够共用一个(或一类)模型,通过调整数模参数值来完成零部件的更迭。这关于缩短开发周期、节约开发本钱,起着至关重要的效果。 

在必定外界条件(即输人或鼓励,包含外加操控与外加搅扰)的效果下,从体系的必定初始状况动身,所经历的由其内部的固有特性(即由体系的结构与参数所决议的特性)决议了整个动态进程。研讨体系及其输人、输出三者之间的动态联系,即可断定其功用的特点。图1是轿车音响体系中扬声器的物理模型,其间In_p fU In_m作为输人信号、由电磁学可知,能够进一步将其简化为力f(t)输人。
所以可将其进一步简化为质量-阻尼-绷簧体系,如图2所示,图2中m、c、k别离表明质量、粘性阻尼系数、绷簧刚度。对体系而言,质量受外力f(t)的效果,质量位移为y(t)(实践扬声器衔铁的振幅),体系的动力学方程为my"(t)+cy'(t)+ky(t)=f(t),y(o)=yo,y'(o)=y'。

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