摘要：本文介绍了dSPACE 实时仿真系统和Tesis仿真模型，并介绍了德国奥迪汽车公司基于dSPACE的ABS ECU硬件在回路测试台。

关键词：ABS；dSPACE；硬件在回路仿真

1  引言

    对现代汽车而言，汽车的安全性相当依赖于防抱死制动系统(ABS)的电控单元的性能。防抱死制动系统的控制器（ABS ECU）的软件也越来越复杂，以至于在ABS开发的早期就需进行详细测试。对ABS ECU 进行实车的测试的代价是非常昂贵的，为了进行极限情况下的测试，通常需要寒冷或炎热的环境，对于测试人员来说很难实现，而且会造成一定的人生安全的威胁。另外如果缺乏原型车，不得不导致试验推迟，这是与并行工程的原则相违背的。并且用真实汽车进行测试存在可重复性差、不能复现同一测试条件等缺点。但无论如何，面对市场对车辆的可靠性和安全性的严格要求以及避免车辆被召回的危险，ABS ECU 的测试在ABS开发过程中占据关键的地位。面对这样的难题，国内外很多厂商都利用了硬件在回路仿真（HILS）系统来实现对ABS ECU的测试。本文主要介绍一种德国奥迪汽车公司基

2 dSPACE实时仿真系统

    dSPACE实时仿真系统是由德国dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及测试的软件和硬件工作平台。

    dSPACE系统的硬件主要包括基于PowerPC或DSP(如TI公司的TMS320C40 DSP和TMS320F240 DSP等)的处理器板，它用于实现对用户设计的算法或仿真模型的实时运行；在处理板之外，dSPACE提供一套功能丰富的I/O板，以便于用户对外界物理系统信号的处理，这些I/O的功能包括模拟输入口（ADC）、模拟输出口（DAC）、数字I/0、串行接口、CAN接口、PWM输出口、增量编码器子系统等。在处理器之间、处理器与I/O板之间用户都可以根据需要任意组合构成标准组件系统，也可以采用两者集成在一起的单板系统。

    dSPACE软件系统充分利用了Matlab的强大功能，同时在这个基础上进行了扩展。其主要软件组件包括RTI（Real-time Interface）、ControlDesk以及MotionDesk。RTI是连接dSPACE实时系统与软件开发工具MATLAB/Simulink之间的纽带。ControlDesk是dSPACE开发的新一代实验工具软件。利用ControlDesk可以实现对实时硬件的图形化管理、用户虚拟仪表的轻松建立、变量的可视化管理、参数的可视化管理、实验过程自动化。MotionDesk 可为dSPACE 处理器板上在线仿真的物体提供三维动画效果。

    dSPACE实时仿真系统提供了硬件在回路仿真测试平台。HILS就是在控制器开发出来之后，实际的控制器和用来代替真实环境或设备的仿真模型一起组成闭环测试系统，难以建立数学仿真模型的部件（如液压系统）可以保留在闭环中，进行整个系统的仿真测试。dSPACE的Simulator是应用最广泛的硬件在回路仿真器。它是一个集成的测试环境www.cechina.cn，包括：系统模型（包括发动机，汽车动力学和路面模型等），实时硬件，信号调理，故障模拟单元www.cechina.cn，负载模拟单元，实验软件（包括实验管理CONTROL ENGINEERING China版权所有，硬件管理，自动化测试等功能）。dSPACE Simulator （dSPACE仿真器）可以根据任务需要来组成不同尺寸不同功能的系统。从手提系统到19’机柜，dSPACE 公司已提供了超过800套Simulator。硬件在回路仿真利用该仿真器模拟一个虚拟的车辆，在测试过程中保证仿真的实时性以及加入一些真实的部件，负载，并且模拟出一些故障，从而实现对ABS ECU 的仿真测试。

3 Tesis仿真模型

    在ABS ECU的硬件在回路仿真测试中，要求提供一个精确的汽车动力学模型，然而控制工程网版权所有，汽车动力学模型的强非线性使得它的准确建模成为了一件极为困难的事控制工程网版权所有，对于测试人员来说，不可能有精力来构建这样一个模型。德国TESIS公司、Mathworks以及dSPACE公司密切合作，开发了一套适合于用户仿真的动力学模型，其产品分为两大部分：车辆动力学模型（ve-DYNA）和发动机动力学模型（en-DYNA）。

    ABS ECU测试中只使用ve-DYNA就足够了，ve-DYNA 是专门的实时应用和离线研究使用的快速车辆动力学仿真软件。软件核心包括一个高精度的车辆模型、不同操纵控制、三维路面和虚