基于DSPACE的CAN总线通讯程序开发-开题报告

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名 指导教师姓名 系部 职称 汽车与交通工程学院 实验师 从事 专业 专业、班级 车辆工程 √否 是否外聘 □是□题目名称 基于DSPACE的CAN总线通讯程序开发 一、课题研究现状、选题目的和意义 随着电子技术和传感器技术的发展,汽车可控制的信息量越来越多,汽车电子化、自动化和智能化的水平也越来越高。汽车电子控制系统应用的普及和加强,新型的控制系统开发手段层出不穷，传统的开发需依靠人工编程、大量实验验证的汽车电子设计开发模式，已经很难胜任新的开发需求。一种基于专门的计算机软硬件平台的汽车电子现代开发和测试模式已经形成,Mathworks、dSPACE、Vector等公司提供的各种软硬件之间的无缝结合使汽车电子开发和测试工作变得轻松、便捷、高效可靠。基于这些软硬件的快速控制原型、硬件在回路仿真、CAN总线等新兴技术在汽车电子开发和测试过程中得到了广泛应用。 上世纪90年代，为了满足汽车工业平台战略的需求，汽车制造商开始致力于建立整车各控制部件之间的信息交互平台，而为了满足汽车工业模块化战略的需求，汽车制造商与零部件企业又共同商议了如何设置整车各模块之间控制信息的标准化接口。由此，总线技术诞生并投入使用。该技术凭借信息容量大、连接方式简洁的优势，确保了整车控制平台和模块接口的标准化，从而很快取代了传统线束在汽车电器中的位置。 目前全球各大汽车制造商在上世纪90年代后期研发的汽车（乘用车和商用车）都采用了CAN总线或者车中的部分零部件具有CAN总线通信功能。以CAN总线为代表的车用总线技术已成为全球各大汽车制造商实施平台战略和模块化战略的重要措施之一。此时，总线对于全球汽车工业的意义已远远超过节省线束和连接插件。总线已成为现代汽车传输整车控制信息的神经网络。 介于以CAN总线为代表的车用总线技术在现代汽车工业的重要性，目前不仅全球各大汽车制造商建立了相应的总线研发部门，并制定了相应的总线企业标准。如：通用汽车公司以CAN总线为基础制定了该公司的CAN总线标准GMLAN，而且在新车设计之初总线研发部门就开始介入。一些技术先进的国家还成立了汽车总线标准化组织并推出总线标准。如美国汽车工程师学会（SAE）基于CAN总线制定了商用车总线标准J1939。部分国家相关政府部门和高校也在开展总线基础性研究。如美国联邦机动车安全管理局、德国应用科技大学的C&S实验室等。另有一些专业公司也在专注于总线工具的研发，如全球著名汽车总线工具提供商德国VECTOR公司。此外，还有一些与总线相关的

零部件商正根据主机厂的标准和规范研发具有总线通信功能的零部件。 虽然从技术层面上讲，总线研发是单一技术问题，但汽车总线研发涉及面之广、协同性之强已超过了汽车历史各种单一技术的研发。 基于CAN总线技术在汽车上的重要性，我选择了CAN总线通信程序的开发，也是为了CAN总线技术能够更好的在汽车上得到应用。 我们在进行控制系统的开发时，常常需要面临许多难以解决的问题，而开发的时间却要求愈来愈紧迫。由于制造过程中存在误差、老化及元器件装配等问题，对控制系统提出了相当高的可靠性要求；对控制性能越来越高的要求使控制算法也越来越复杂；并行工程要求设计、实现、测试及生产准备同时进行；有时控制对象在开发过程中也在不断发生变化。由上述过程可以看出，传统的开发方法至少存在三个较大的问题：1、在对控制规律的控制特性或控制效果还没有一点把握的情况下，硬件电路已经制造了，这时还不知道设计方案能在多大程度上满足要求，或者根本不能满足要求。2、由于采用手工编程，会产生代码不可靠的问题，这样在测试过程中对出现的问题，很难确定是控制方案不理想还是软件代码有错误。更重要的是手工编程将会占用大量的时间，导致虽然有了控制方案，却要等待很长的时间才能对其进行验证和测试，从而在不知道方案是否可行的情况下就浪费了大量的时间、人力和物力，给开发带来了不必要的开支和经济损失。即使软件不存在问题，如果在测试过程中发现控制方案不理想，需要进行修改，则新的一轮工作又将开始。大量的时间又将耗费在软件的修改和调试上。3、另外，由于涉及的部门和人员过多，再加上管理不善造成的种种不协调，导致开发周期长而又长。而用 dSPACE 提倡的基于模型面向应用的现代化开发方法则要有效的多。现代开发方法的最重要的特征就是计算机辅助控制系统设计（ CACSD： Computer-Aided ControlSystem Design）。将计算机支持工具贯穿于控制系统开发测试的全过程。CACSD 不仅仅是进行控制方案的设计和离线仿真，还包括实时 RCP、产品代码的生成和硬件在回路测试，这是一个完整的流线型控制系统开发步驟。 运用半实物仿真软件进行半实物仿真实验，已成为众多行业研发的常规手段。而采用 dSPACE仿真平台进行半实物仿真的研究，也代表着国际上这方面的先进水平。作为一个全方位的计算机辅助设计平台，dSPACE 拥有简单易用的代码生成及下载软件、试验工具软件，还拥有灵活性极强的硬件组合系统，具有其它仿真机所无可比拟的优越性。利用 dSPACE，可以把精力全神贯注于控制方案的构思，可以大大缩短开发周期。 dSPACE 实时仿真系统是德国 dSPACE 公司开发的一套基于MATLAB/Simulink 的控制系统在实时环境下的开发及测试工作平台，实现了和 MATLAB/Simulink 的无缝连接。dSPACE 实时系统由两大部分组成，一是硬件系统，二是软件环境。其中硬件系统的主要特点是具有高速计算能力，包

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