[發(fā)明專利]一種基于模型的TC1797柴油機(jī)控制算法開發(fā)工具

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111034913.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN113742232A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳慶林;周琴;李鵬豪;陳興華;王文成;張朦朦;賈波凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶紅江機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36;G06F8/41
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

本發(fā)明提出一種基于模型的TC1797柴油機(jī)控制算法開發(fā)工具，包括：定制TC1797目標(biāo)平臺(tái)Simulink模型庫，無縫安裝于Simulink環(huán)境，可通過圖形化界面配置相關(guān)參數(shù)；定制TC1797目標(biāo)平臺(tái)的嵌入式框架代碼及嵌入式代碼生成模板；自動(dòng)化集成TASKING的集成開發(fā)環(huán)境，一鍵式模型到C代碼生成、自動(dòng)編譯可執(zhí)行程序及通過仿真器下載可執(zhí)行程序至目標(biāo)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)算法的快速設(shè)計(jì)、測試與驗(yàn)證。本發(fā)明通過定制化的圖形化目標(biāo)平臺(tái)接口驅(qū)動(dòng)Simulink模塊庫來實(shí)現(xiàn)控制算法模型快速生成目標(biāo)平臺(tái)的可執(zhí)行代碼，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平臺(tái)開發(fā)環(huán)境的便捷配置以及工程項(xiàng)目的統(tǒng)一管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于ECU（電子控制單元）軟件開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及柴油機(jī)控制算法模型設(shè)計(jì)開發(fā)領(lǐng)域，是一種圖形化編程、自動(dòng)代碼生成的控制器開發(fā)工具。

背景技術(shù)

船舶動(dòng)力電控化主要表現(xiàn)為其經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)方式，它也是國家經(jīng)濟(jì)與政治要求的發(fā)展趨勢，同時(shí)體現(xiàn)了行業(yè)的創(chuàng)新能力。船舶動(dòng)力電控化突出了軟件與電子設(shè)備的重要性，軟件控制程序的可靠性和安全性直接決定了整套裝備的安全性與可靠性。由于船舶柴油機(jī)功率大，排放高，柴油機(jī)上機(jī)測試的機(jī)會(huì)少且配機(jī)試驗(yàn)燃燒的柴油造成能源大量浪費(fèi)。為了提高控制器算法的可靠性和降低測試成本，基于圖形化編程工具Simulink可實(shí)現(xiàn)控制策略的敏捷開發(fā)和快速測試，以使控制算法更多樣、更合理，減少早期設(shè)計(jì)開發(fā)階段錯(cuò)誤的引入。

傳統(tǒng)的柴油機(jī)ECU嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方案參見圖1，其包括生成代碼、代碼集成、編譯、部署等復(fù)雜的底層實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU開發(fā)過程中，底層軟件和控制算法設(shè)計(jì)都是在對(duì)應(yīng)微處理器（如Tasking）的開發(fā)環(huán)境中人工編寫C語言或C++代碼，周期長，要求高。底層編程和控制算法開發(fā)面向的對(duì)象完全不同，底層編程與硬件關(guān)系很大，要充分了解硬件的詳細(xì)信息所以與硬件工程師聯(lián)系密切，控制算法開發(fā)面向應(yīng)用對(duì)象，應(yīng)用工程師對(duì)系統(tǒng)工作的過程控制要充分理解，因此該類程序員與系統(tǒng)工程師要相互合作。整個(gè)控制器開發(fā)中底層與應(yīng)用層各自工作又密切相關(guān)，復(fù)雜程度自然增加。因此如何利用一套完整的開發(fā)系統(tǒng)貫穿控制器開發(fā)全過程，解決硬件工程師、軟件工程師、系統(tǒng)工程師之間設(shè)計(jì)過程中的縫隙銜接問題是目前ECU開發(fā)中亟待解決的問題。

TASKING 是一種集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，支持Infineon等嵌入式處理器產(chǎn)品系列。TASKING嵌入式軟件開發(fā)解決方案為整個(gè)軟件開發(fā)過程提供業(yè)界領(lǐng)先的生態(tài)系統(tǒng)。每個(gè)TASKING編譯器都是針對(duì)特定架構(gòu)而開發(fā)的，可滿足專業(yè)行業(yè)要求的獨(dú)特需求。完整的集成開發(fā)環(huán)境允許用戶使用編譯器、調(diào)試器、嵌入式Internet和RTOS支持，為業(yè)界領(lǐng)先的微處理器和微控制器創(chuàng)建無錯(cuò)誤且高效的代碼。InfineonTC1797芯片工作溫度-40~125℃適合船舶柴油機(jī)復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境，搭載32位高性能處理器，全溫度范圍內(nèi)180MHz工作頻率，多路A/D通道，數(shù)字I/O,16DMA等優(yōu)點(diǎn)，被發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)廣泛選為主控單元CPU。

采用基于模型的開發(fā)設(shè)計(jì)方法，所有工程師都是利用統(tǒng)一的建模環(huán)境，執(zhí)行不同設(shè)計(jì)任務(wù)的工程師彼此在統(tǒng)一的環(huán)境下完成開發(fā)工作，他們之間傳遞的不僅僅是設(shè)計(jì)文檔，還包含系統(tǒng)模型。因此，在實(shí)現(xiàn)基于模型的開發(fā)方法之前，必須要完成算法模型與硬件接口之間的數(shù)據(jù)傳遞問題，即TC1797的接口模塊庫的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)ECU開發(fā)過程中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種基于模型的TC1797柴油機(jī)控制算法開發(fā)工具軟件，通過設(shè)計(jì)TC1797與圖形化設(shè)計(jì)模塊的接口，解決TC1797底層函數(shù)的模塊化封裝，對(duì)柴油機(jī)控制需要的底層接口信息（如CAN、RS485、FlexRay、轉(zhuǎn)速脈沖、電磁閥、流量比例閥、AD采集及定時(shí)器等）進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，滿足TC1797電控柴油機(jī)控制算法快速原型開發(fā)及驗(yàn)證，提高柴油機(jī)控制算法可靠性、安全性及驗(yàn)證的迅速性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：