LabVIEW FPGA應(yīng)用于全面的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真虛擬儀器

LabVIEW FPGA應(yīng)用于全面的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真虛擬儀器

 北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司

我們zui近開發(fā)了一種創(chuàng)新、靈活、可編程的發(fā)動(dòng)機(jī)HIL仿真板，它代表了汽車仿真領(lǐng)域HIL仿真器的進(jìn)展。使用NI LabVIEW FPGA模塊和PXI-7831R可重配置I/O模塊，我們開發(fā)的這塊HIL板卡模擬了多達(dá)12缸的直接噴油裝置。這是這樣的仿真*次得以實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)所具有的緊湊的架構(gòu)非常適合汽車測(cè)試。LabVIEW為我們帶來了很多額外的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗刮覀兡茉谝粋€(gè)更小的空間里整合更多的函數(shù)和接口，具有更高的精度，而且也為未來的高性能應(yīng)用要求提供了擴(kuò)展空間。

開發(fā)一款靈活、多功能的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真器

發(fā)動(dòng)機(jī)HIL仿真板是一個(gè)完整發(fā)動(dòng)機(jī)HIL仿真器的基礎(chǔ)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)的高速捕獲是個(gè)非常復(fù)雜的過程，所以我們需要一個(gè)專門針對(duì)該任務(wù)的電路板。在信號(hào)捕獲環(huán)節(jié)之后，我們還會(huì)將這個(gè)過程獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以用于進(jìn)一步的邏輯處理。然后，利用為每種發(fā)動(dòng)機(jī)特制的軟件模型，我們將直接在板上對(duì)信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，以確保模擬該種發(fā)動(dòng)機(jī)所必須的控制調(diào)節(jié)參數(shù)可用。

我們可以觸發(fā)CPU和系統(tǒng)中其它I/O板卡，并同時(shí)測(cè)量曲軸角度，并與系統(tǒng)的總線背板信號(hào)同步。我們還可以利用這些信號(hào)來控制外部儀器（例如示波器）。

盡管該仿真板的緊湊型架構(gòu)（標(biāo)準(zhǔn)歐洲板的大?。w積并不大，它卻滿足了快速仿真12缸發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)的所有需求。我們能夠生成和重新測(cè)量所有必要的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)，而且僅通過調(diào)整配置就可以將該仿真板卡用于不同氣缸數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)。所以，可以在同一塊仿真板卡上實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間不同配置。

我們的仿真板產(chǎn)生了曲軸輸入信號(hào)和多達(dá)四個(gè)任意參數(shù)的獨(dú)立凸輪軸輸入信號(hào)，包括在仿真輸出“回轉(zhuǎn)”信號(hào)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可變凸輪軸控制，以及根據(jù)控制器位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)“凸輪軸調(diào)整”。

發(fā)動(dòng)機(jī)的HIL仿真板能夠與曲軸的轉(zhuǎn)角同步記錄其燃油噴射總次數(shù)和點(diǎn)火角度，并把它們作為HIL CPU的仿真輸入。它通過模擬、數(shù)字和脈沖寬度調(diào)制（Pulse-width modulator, PWM）接口獲取輸入信號(hào)，并通過相同數(shù)量接口類型輸出變量。爆震信號(hào)的仿真則是由一個(gè)用戶定義的包含六路獨(dú)立傳感器變量的爆震函數(shù)決定的。該函數(shù)的輸出與轉(zhuǎn)速也有關(guān)系。

我們的發(fā)動(dòng)機(jī)HIL仿真板的優(yōu)勢(shì)不僅表現(xiàn)在它緊湊的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也體現(xiàn)在它高度的準(zhǔn)確性上。在沒有多路復(fù)用的情況下，模擬I/O通道的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（Digital-to-analog converter, DAC）將信號(hào)獨(dú)立地轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)據(jù)，因而保證了在各通道獨(dú)立情況下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)。輸入輸出轉(zhuǎn)換周期短也為未來的高性能應(yīng)用提供了擴(kuò)展空間。

該HIL仿真板可能的應(yīng)用領(lǐng)域包括種類繁多的各種等級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，例如：

·         12缸V型發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有非限定操作所需的多種氣閥驅(qū)動(dòng)和可調(diào)凸輪軸，限定操作所需的兩個(gè)節(jié)流閥、六個(gè)爆震傳感器，以及直接燃油噴射裝置

·         6缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有非限定操作所需的多種氣閥驅(qū)動(dòng)和可調(diào)凸輪軸，遏制操作所需的一個(gè)節(jié)流閥、三個(gè)爆震傳感器，以及直接燃油噴射裝置

·         4缸共軌柴油直列發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有渦輪增壓機(jī)、增壓空氣冷卻器以及一個(gè)節(jié)流閥

·         2缸V型發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有進(jìn)氣管噴射器、兩個(gè)爆震傳感器，和兩個(gè)節(jié)流閥（摩托車）。

我們使用LabVIEW開發(fā)的這款發(fā)動(dòng)機(jī)HIL仿真板為高集成度設(shè)計(jì)，在發(fā)動(dòng)機(jī)HIL仿真接口方面性能優(yōu)異。通過配置，我們可以一種靈活無誤的方式zui大精度地捕獲發(fā)動(dòng)機(jī)的大多數(shù)高速信號(hào)。因此，使用這個(gè) 系統(tǒng)高效運(yùn)行測(cè)試，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器測(cè)試的質(zhì)量顯著提高。

 北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司，是一家以LabVIEW（虛擬儀器）為主要技術(shù)手段的開發(fā)公司，為您提供全套的系統(tǒng)集成服務(wù)，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、軟件與硬件的產(chǎn)品升級(jí)與改造。其服務(wù)領(lǐng)域包括：汽車、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)、過程控制和生物醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域。涵蓋了從研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)到服務(wù)的產(chǎn)品開發(fā)所有階段。

      北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司經(jīng)N認(rèn)證，已正式成為NI聯(lián)盟合作伙伴，為您提供運(yùn)動(dòng)控制、電子設(shè)計(jì)、視覺和射頻以及無線等諸多領(lǐng)域的解決方案，技術(shù)咨詢以及資源整合。所提供服務(wù)確保符合NI產(chǎn)品認(rèn)證和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更有效地使用NI資源，提供優(yōu)質(zhì)的NI產(chǎn)品及LabVIEW軟件服務(wù)。

    北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司不但代理NI全系列產(chǎn)品，更為您提供LabVIEW軟件服務(wù)。在NI產(chǎn)品使用過程中，或者由于時(shí)間關(guān)系，或者NI產(chǎn)品本身功能比較復(fù)雜，導(dǎo)致工作無法順利開展。這些都可以交給我們來解決。我們不僅僅是代理，更為您提供技術(shù)解決方案。公司在設(shè)備開發(fā)與集成方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，為您提供完整的解決方案。可以提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、有機(jī)玻璃設(shè)計(jì)與加工、電路設(shè)計(jì)、機(jī)箱選型、開孔與絲印、線纜及連接器選型與加工等服務(wù)。

    經(jīng)過多年的積累，目前北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司產(chǎn)品已有多個(gè)品種，包括：防護(hù)時(shí)間測(cè)試儀、高速粒子沖擊試驗(yàn)機(jī)、工業(yè)用*（人工肺）、氣密阻力測(cè)試儀、皮秒級(jí)時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器、多通道移相信號(hào)源，從項(xiàng)目策劃階段，我們就會(huì)介入，一起討論，并提供我們的建議供參考。