基于功能安全的乘用汽车动力电池管理系统的设计与开发
这是一篇关于电池管理系统,开发流程,功能安全,建模分析,测试验证的论文, 主要内容为2019年12月3日发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》(征求意见稿)中提出,到2025年新能源汽车新车销量占比达25%左右,到2035年国内公共领域用车将实现全面电动化。近年来新能源汽车在政策的指导下得到了大力的推进,电动化、智能化、网联化、共享化的发展对BMS的集成度需求越来越高,高复杂度随之带来的安全问题也越来越多。而目前市场上对电池管理系统设计开发水平参差不齐且无统一的设计标准,为此共同推进一套安全可靠的开发设计流程尤为重要。本文基于某车企电池管理系统开发项目,依据ISO 26262《道路功能安全标准》设计开发了一款安全可靠的电池管理系统并在实车中得以验证。由于高压上下电管理模块与绝缘检测模块是BMS里涉及逻辑较为复杂且功能安全较高的两个模块,故选取这两个模块进行开发设计具有极强的代表性。设计流程首先从危害分析与风险评估得到安全目标及ASIL等级,进而确定功能安全需求及技术安全需求、定义系统架构,再将技术需求分配到硬件和软件,最后进行软硬件设计及验证。通过验证表明该设计满足功能安全要求、功能安全可靠,可以为电池管理系统的开发提供借鉴意义。主要完成了以下工作:(1)完成基于功能安全对BMS的开发流程设计。通过对国际标准ISO 26262功能安全的研究,将功能安全理念应用到电池管理系统开发中,制作一套基于功能安全的电池管理系统设计开发流程,为目前市场各大BMS供应商及车企在设计流程上及参考标准参差不齐的局面提供实质性的参考。(2)完成典型功能模块基于功能安全开发的需求分析。基于功能安全开发设计流程以高压上下电管理模块与绝缘检测模块进行需求分析。基于相关项定义对BMS完成HARA分析,再依据HARA分析导出相关功能安全概念的设计方案与技术安全需求规范,并设计BMS软件架构方案。(3)完成电池管理系统应用层软件策略设计及建模工作。首先将相关软件技术需求制作成相应策略流程图,然后通过MATLAB/Simulink/Stateflow软件环境中建立相应的软件模型,最后模型生成代码经底层编译后通过Boot刷写到主控制板中进行软件调试与验证。(4)建立模块化应用层仿真模型及实车验证。完成BMS相关仿真模块的搭建及单元测试的验证,完成基于主板、上位机集成测试验证,完成台架及实车测试验证,最终实现量产需求。
LNG发动机控制策略研究
这是一篇关于控制策略,多点顺序喷射,开放式ECU,测试验证,发动机台架试验的论文, 主要内容为本论文的主要内容是LNG发动机控制策略的研究,建立了停机、起动、怠速闭环、油门调速、超速断油等工况的控制策略,实现了各个工况逻辑与软件功能,并将所设计的控制策略在单点喷射改多点喷射的大功率天然气发动机上成功实现了应用。运用自主开发的天然气喷射阀,使发动机性能能够满足工作要求。本论文对控制策略和代码功能性的验证主要分为软件在环仿真、处理器在环仿真、快速原型测试。软件在环仿真主要是在Simulink环境下进行的测试,处理器在环仿真验证的是代码在目标板上实现的功能与在仿真条件下功能的一致性。本文不仅对发动机的控制策略做了理论研究,还在开放式ECU的基础上进行了快速原型测试验证,建立了快速原型测试试验台,验证结果证明了控制策略的有效性。本文是将控制策略导入到快速原型的工程中,进行一键编译和烧写。通过开放式ECU自带的标定工具,可以对一些变量和脉谱进行预标定,从而验证策略的功能性和准确性。为了缩短ECU的开发周期,减小匹配试验的工作量,ECU的标定采用的是基于CAN总线的匹配标定协议——CCP协议,通过CANape标定工具建立的标定界面实现了各个参数的测量以及脉谱的标定,从而实现整个ECU的开发和控制功能。本文自主设计了发动机电控系统专用测试平台:通过曲轴传感器和凸轮轴传感器来测出发动机在不同工况下的转速,并通过模拟传感器的各种信号,如进气压力,增压压力,冷却水温,进气温度,燃气温度,氧含量等,对发动机控制策略以及点火和喷气驱动的输出有效性进行了验证。试验结果表明,控制软件能够实现对天然气点火时刻、喷射时刻和喷射脉宽的准确控制。本文通过发动机台架试验,对所开发的多点电喷燃气发动机进行了试验验证。在台架实验系统上进行了起动工况、怠速工况、加减速等工况进行了标定,确定了基本的供油脉谱、点火提前角及主要参数的标定值。试验结果表明此发动机达到预定目标。
面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统设计与实现
这是一篇关于PLC,OPC UA网关,协议兼容,测试验证的论文, 主要内容为在智能制造系统中,上层信息系统与底层生产设备的互联互通有着迫切需求,从而使得兼容多种协议的OPC UA网关在工业生产现场得到广泛应用。许多类型的OPC UA协议兼容网关进入现场产线后出现采集率低和协议数据传输错误等问题,为了保证应用于生产现场的OPC UA网关对多种协议数据传递的准确性,需要对OPC UA网关协议兼容性进行测试,为协议兼容网关对现场数据采集、设备连接、实时监测等提供保障。在生产制造的现场,PLC是生产现场的核心控制设备,同时也是现场生产数据传输的重要载体。本文在分析了面向PLC的OPC UA网关的协议兼容方法和功能结构后,结合协议兼容性测试需求,设计并实现了面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统。主要工作包括以下几个方面如下:1.在分析面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试的需求的基础上,设计了面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统的总体架构、测试系统软件功能结构,多线程测试结构和测试系统运行时序等。2.详细设计了面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试的测试案例集和测试信号配置点表设计和实现。分析四种协议测试信号点地址的映射关系,针对四种PLC和通信协议设计了测试信号配置点表,并且设计了协议兼容性测试流程。最后结合XML技术,设计了一种基于XML脚本驱动的自动化测试方法,提高的系统可扩展性。3.详细设计了测试系统各功能模块的实现,包括人机交互模块、OPC UA和Modbus/TCP通信客户端模块、测试服务模块等。结合线程池技术,设计多测试任务调度的方法,提高了测试效率,并使用ASP.NET技术和MySQL数据库系统,开发并实现了基于C/S和B/S架构协议兼容性测试系统。4.验证测试系统可用性。首先将测试软件系统与硬件负载工具进行集成,然后使用企业的协议兼容网关产品对测试软件系统中的相关功能进行验证,完成了网关多协议兼容的测试。
面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统设计与实现
这是一篇关于PLC,OPC UA网关,协议兼容,测试验证的论文, 主要内容为在智能制造系统中,上层信息系统与底层生产设备的互联互通有着迫切需求,从而使得兼容多种协议的OPC UA网关在工业生产现场得到广泛应用。许多类型的OPC UA协议兼容网关进入现场产线后出现采集率低和协议数据传输错误等问题,为了保证应用于生产现场的OPC UA网关对多种协议数据传递的准确性,需要对OPC UA网关协议兼容性进行测试,为协议兼容网关对现场数据采集、设备连接、实时监测等提供保障。在生产制造的现场,PLC是生产现场的核心控制设备,同时也是现场生产数据传输的重要载体。本文在分析了面向PLC的OPC UA网关的协议兼容方法和功能结构后,结合协议兼容性测试需求,设计并实现了面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统。主要工作包括以下几个方面如下:1.在分析面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试的需求的基础上,设计了面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统的总体架构、测试系统软件功能结构,多线程测试结构和测试系统运行时序等。2.详细设计了面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试的测试案例集和测试信号配置点表设计和实现。分析四种协议测试信号点地址的映射关系,针对四种PLC和通信协议设计了测试信号配置点表,并且设计了协议兼容性测试流程。最后结合XML技术,设计了一种基于XML脚本驱动的自动化测试方法,提高的系统可扩展性。3.详细设计了测试系统各功能模块的实现,包括人机交互模块、OPC UA和Modbus/TCP通信客户端模块、测试服务模块等。结合线程池技术,设计多测试任务调度的方法,提高了测试效率,并使用ASP.NET技术和MySQL数据库系统,开发并实现了基于C/S和B/S架构协议兼容性测试系统。4.验证测试系统可用性。首先将测试软件系统与硬件负载工具进行集成,然后使用企业的协议兼容网关产品对测试软件系统中的相关功能进行验证,完成了网关多协议兼容的测试。
面向大型海外矿山项目的物流信息系统的设计与实现研究
这是一篇关于大型矿山物流信息系统,需求分析,WEB服务,物流信息化,测试验证的论文, 主要内容为随着全球市场对矿石等原材料的需求增长,近几年来,很多中国企业在澳洲,南美,非洲买矿开矿,未来将会出现更多的大型海外矿山项目投入建设,在矿山建设过程中将会需要大量建设材料,而且建设材料的中大件,超大件,重件货物众多。对物流管理是个考验,物流管理信息系统将有效提升矿山建设中的物流可控性,提升物流能力。本论文正是基于这样一个大型海外矿山物流系统项目。对大型矿山物流项目的物流信息系统的设计与实现。本论文分析大型矿山物流信息系统现状以及存在的问题,提出基于Web的大型矿山物流信息系统整合规划设计,分析说明系统开发中需要涉及的一些技术,给出总体需求构架,包括功能性需求和非功能性需求,给出物流业务流并着重分析一些重要的模块,并针对系统需求给出一套解决方案,并对该体系下的主要构建模块和业务流程服务功能进行了详细阐述和测试验证。本文主要论述了基于J2EE的大型矿山物流信息系统整合规划方案,整合从物料采购,订舱,出口国运输,海上或空中运输,目的国运输,仓储等诸流程到一个系统下,同时包括财务,报表,问题处理等功能。介绍了系统的各个业务模块。全文分为绪论、系统关键技术、物流系统需求分析和流程分析、业务流详细设计分析、系统部署测试及结束语这六个部分。在绪论中介绍项目的背景和内容、大型矿山信息系统的研究现状、研究目的和意义,研究目标,论文结构安排以及作者在项目中承担的主要责任;在系统关键技术中对系统开发中遇到的相关技术进行介绍;包括MVC结构,Struts和Hibernate框架,J2EE平台的引入和报表工具。在物流系统需求及流程分析中介绍了项目的总体需求、系统的六部分功能性需求以及非功能性需求。在业务流详细设计分析中介绍了系统功能模块的总体概要设计和几个主要功能模块的概要设计,给出了流程图;并介绍了主要模块的实现方式。在系统部署测试中针对系统的功能性需求以及非功能性需求,运用相应的测试方法,给出了典型业务流上的测试用例,以场景化方式列出了各个模块的主要操作场景,列出了测试结果,同时给出了针对非功能需求的测试方法及测试结果;最后在结束语部分对系统实现做出总结。介绍了论文成果的应用情况,论文存在的问题及改进建议,对成果应用前景给出期望。
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