مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی و پیاده‌سازی یک شبیه‌سازِ مدل در حلقه برای صحه‌گذاری نرم‌افزار کنترل خودرو در یک اتوبوس هیبرید الکتریکی سری

نویسندگان
1 کارشناس ارشد، دانشکده فنی دانشگاه تهران
2 استاد دانشکده فنی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران
3 دانشیار معاون آموزشی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
4 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی دانشگاه تهران
5 دانشجوی دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
پیچیدگی‌های موجود در سیستم‌های کنترل خودروهای هیبرید اهمیت استفاده از بسترهای تست مناسب جهت ارزیابی واحدهای کنترل الکترونیکی در این خودروها را بیشتر کرده است. در مراحل اولیه طراحی سیستم‌های کنترلی امکان انجام شبیه‌سازی سخت‌افزار در حلقه وجود ندارد چرا که هنوز اجزا نمونه‌سازی نشده‌اند. در این شرایط از شبیه‌سازی مدل در حلقه استفاده می‌شود که در آن بدون نیاز به سخت‌افزار واقعی، مدل طراحی‌شده برای سیستم کنترلی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در این مقاله، شبیه‌سازیِ مدل در حلقه برای تأیید صحت عملکرد نرم‌افزار کنترل خودرو در یک اتوبوس هیبرید الکتریکی سری انجام شده است. بدین منظور متناسب با ورودی/خروجی‌های نرم‌افزار کنترل خودرو و با در نظر گرفتن دینامیک حاکم بر اجزا مختلف خودرو یک شبیه‌سازِ جامع برای اتوبوس هیبرید طراحی شده است. بوسیله این بسترِ تست، کاربر می‌تواند به شکل راننده واقعی عمل کرده و رژیم‌های مختلف رانندگی را ارزیابی کند. در این شبیه‌ساز، همه زیرسیستم‌ها به صورت ماژولار در محیط نرم‌افزار لب‌ویو مدل‌سازی شده‌اند و شبیه‌ساز طراحی‌شده می‌تواند با دقت قابل قبولی به شکل بلادرنگ اجرا شود. بنابراین، می‌توان از آن در بستر تستِ سخت‌افزار در حلقه برای توسعه هر جز از خودرو استفاده کرد. از این طریق، با کمترین هزینه و در کوتاه‌ترین زمانِ ممکن مسیر توسعه‌ی سیستمِ کنترلی در اتوبوس هیبرید طی خواهد شد. شبیه‌ساز طراحی‌شده بوسیله نتایج حاصل از تست‌های تجربی راستی‌آزمایی شده است. نتایج نشان می‌دهد که تمامی الگوریتم‌های کنترلی موجود در نرم‌افزار کنترل خودرو بوسیله این بسترِ تست قابل ارزیابی و راستی‌آزمایی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design and Implementation of a Model-in-the-Loop Simulator for Verification of the Vehicle Control Software in a Series Hybrid Electric Bus

نویسندگان English

mohammad javad esfandyari 1
vahid esfahanian 2
Mohammad Reza Hairi Yazdi 3
hassan nehzati 4
amin salehi 5
3 Associate Chair for Undergraduate Studies
چکیده English

Due to the complexity in the control system of hybrid vehicles, the electronic control units should go through extensive testing before getting installed in a prototype vehicle. In the first stages of the development process, Hardware-in-the-Loop (HiL) simulation can not be performed because the hardware components of the vehicle are not yet available. In this case, Model-in-the-loop (MiL) simulation is used which couples the designed control software with an environment simulation with no need for a special hardware. In this paper, the MiL simulation is introduced for verification of the vehicle control software in a series hybrid electric bus. To do so, considering the dynamic behavior of various components of the vehicle, a simulator of the hybrid bus is designed by going through with the input/outputs of the vehicle control software. Using the designed test bench, the user can act as a real driver and experience different driving regimes and analyze the control software commands. In the designed simulator, all subsystems are simulated separately in LabVIEW environment and real-time simulation is achieved with an acceptable error. Therefore, it can be used in a HiL test bench for testing each of the vehicle components. The designed simulation model has been validated using real test results. Using that, results show that all control functions in the vehicle control software can be tested and verified with no cost and in the shortest possible time.

کلیدواژه‌ها English

Hybrid electric
Simulator
Model-in-the-loop
Vehicle control software