FlexRay总线研究及其应用

来源 :中国科学院电工研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbh0429
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车载网络中CAN总线已经得到了广泛的应用,而FlexRay总线由于其高速、通信时间确定和双通道冗余等优秀特点,吸引了汽车领域及相关研究人员的普遍关注,已经成为下一代车载网络的事实标准。本文从实时性与可靠性的角度对比分析了目前应用最广泛的CAN总线与极具前景的FlexRay总线,并将其应用于分布式线控转向系统,在所搭建的线控转向实验平台上对分析结果进行了实验验证。   实时性和可靠性是车载网络非常重要的性能指标,分析了FlexRay总线的实时性和可靠性,并和CAN总线进行对比。实时性研究方面,分别计算了FlexRay总线静态段与CAN消息的响应时间。其中,FlexRay总线静态段的响应时间基本保持为一个常数,具有很好的实时性,而CAN总线消息响应时间随着高优先级消息数目的增多,呈逐渐上升趋势。结合泊松错误模型与随机错误模型定量评估了FlexRay总线网络与CAN总线网络对线控转向系统可靠性的影响,得出结论:采用了双通道冗余结构的FlexRay总线系统可靠性高于CAN总线,并且其可靠性不随总线的带宽变化而变化。   设计出线控转向系统整体方案。在建立转向机构力学模型的基础上,研究转向系统目标转角的控制策略,采用了前馈补偿加位置PID的控制方法,实现了“恰到好处”的转向;在建立方向盘总成力学模型的基础上,研究路感模拟函数得出目标路感,采用电流控制方法,得到了“合适”的路感。搭建了线控转向系统实验平台,设计出以MC9S12XF512为核心的带CAN、FlexRay总线通信接口的控制电路;按照模块化设计思想采用C语言编写了系统软件。从网络负荷、物理故障和高斯噪声三个方面在线控转向平台上对CAN总线与FlexRay总线的实时性和可靠性进行了全面的测试研究,结果表明双通道的FlexRay总线无论实时性还是可靠性都明显优于CAN总线。
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