LabVIEW FPGA應(yīng)用于全面的發(fā)動機仿真虛擬儀器

LabVIEW FPGA應(yīng)用于全面的發(fā)動機仿真虛擬儀器

 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)動機HIL仿真板，它代表了汽車仿真領(lǐng)域HIL仿真器的進展。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12缸的直接噴油裝置。這是這樣的仿真*次得以實現(xiàn)。系統(tǒng)所具有的緊湊的架構(gòu)非常適合汽車測試。LabVIEW為我們帶來了很多額外的優(yōu)勢，因為它使我們能在一個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)用要求提供了擴展空間。

開發(fā)一款靈活、多功能的發(fā)動機仿真器

發(fā)動機HIL仿真板是一個完整發(fā)動機HIL仿真器的基礎(chǔ)。對發(fā)動機信號的高速捕獲是個非常復(fù)雜的過程，所以我們需要一個專門針對該任務(wù)的電路板。在信號捕獲環(huán)節(jié)之后，我們還會將這個過程獲得的發(fā)動機數(shù)據(jù)進行調(diào)整，以用于進一步的邏輯處理。然后，利用為每種發(fā)動機特制的軟件模型，我們將直接在板上對信號進行評估，以確保模擬該種發(fā)動機所必須的控制調(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，并同時測量曲軸角度，并與系統(tǒng)的總線背板信號同步。我們還可以利用這些信號來控制外部儀器（例如示波器）。

盡管該仿真板的緊湊型架構(gòu)（標準歐洲板的大?。w積并不大，它卻滿足了快速仿真12缸發(fā)動機信號的所有需求。我們能夠生成和重新測量所有必要的發(fā)動機信號，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)動機。所以，可以在同一塊仿真板卡上實現(xiàn)不同時間不同配置。

我們的仿真板產(chǎn)生了曲軸輸入信號和多達四個任意參數(shù)的獨立凸輪軸輸入信號，包括在仿真輸出“回轉(zhuǎn)”信號的基礎(chǔ)上實現(xiàn)可變凸輪軸控制，以及根據(jù)控制器位置信號實現(xiàn)“凸輪軸調(diào)整”。

發(fā)動機的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，并通過相同數(shù)量接口類型輸出變量。爆震信號的仿真則是由一個用戶定義的包含六路獨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)動機HIL仿真板的優(yōu)勢不僅表現(xiàn)在它緊湊的結(jié)構(gòu)，同時也體現(xiàn)在它高度的準確性上。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）將信號獨立地轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)據(jù)，因而保證了在各通道獨立情況下實現(xiàn)高質(zhì)量的信號。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發(fā)動機，例如：

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

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

·         4缸共軌柴油直列發(fā)動機，擁有渦輪增壓機、增壓空氣冷卻器以及一個節(jié)流閥

·         2缸V型發(fā)動機，擁有進氣管噴射器、兩個爆震傳感器，和兩個節(jié)流閥（摩托車）。

我們使用LabVIEW開發(fā)的這款發(fā)動機HIL仿真板為高集成度設(shè)計，在發(fā)動機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)動機的大多數(shù)高速信號。因此，使用這個 系統(tǒng)高效運行測試，發(fā)動機控制器測試的質(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、軟件開發(fā)、軟件與硬件的產(chǎn)品升級與改造。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認證，已正式成為NI聯(lián)盟合作伙伴，為您提供運動控制、電子設(shè)計、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)品認證和行業(yè)標準，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，為您提供完整的解決方案?？梢蕴峁┙Y(jié)構(gòu)設(shè)計、機械加工、有機玻璃設(shè)計與加工、電路設(shè)計、機箱選型、開孔與絲印、線纜及連接器選型與加工等服務(wù)。

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