AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器研制.pdf

1、燃機(jī)油門控制器是燃機(jī)油門控制系統(tǒng)的重要組成部分，燃機(jī)油門控制器的性能將直接對燃機(jī)油門執(zhí)行器的執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)生影響。為了滿足燃機(jī)油門控制器的調(diào)試需求，保證燃機(jī)油門控制器工作的可靠性，本文開展了AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器的研制工作。
　　本文在分析燃機(jī)油門執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)組成與步進(jìn)電機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，提出了使用步進(jìn)電機(jī)對燃機(jī)油門執(zhí)行器進(jìn)行功率等效，通過對控制信號采樣分析實現(xiàn)對燃機(jī)油門執(zhí)行器進(jìn)行功能模擬與故障檢測的設(shè)計方法。在分析功能需

2、求與技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，確定了軟硬件相結(jié)合的總體設(shè)計方案。
　　硬件電路設(shè)計方面，選用FPGA作為主控芯片，圍繞FPGA進(jìn)行了AXIe接口設(shè)計與模擬器硬件電路設(shè)計。在AXIe接口方面，首先介紹了AXIe儀器模塊的組成及各部分功能，之后圍繞各部分功能進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸接口、電源接口與觸發(fā)管理接口的設(shè)計；數(shù)據(jù)傳輸接口是AXIe接口的主要部分，重點進(jìn)行了PCI Express總線接口設(shè)計。功能卡方面，圍繞步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了模擬器硬件電路的設(shè)計，通

3、過采樣分析控制信號的方法實現(xiàn)對燃機(jī)油門執(zhí)行器功能的模擬，設(shè)計了采樣電路對控制信號進(jìn)行獲取與預(yù)處理。
　　邏輯方面，在FPGA內(nèi)進(jìn)行了AXIe接口與執(zhí)行器模擬器各模塊的邏輯設(shè)計。模擬器方面，設(shè)計了相應(yīng)的方法分別對當(dāng)前控制信號下燃機(jī)油門執(zhí)行器對應(yīng)的位置、運(yùn)動方向、運(yùn)動速度進(jìn)行檢測；AXIe接口方面，調(diào)用PCI Express硬核進(jìn)行了PCI Express接口的設(shè)計，根據(jù)觸發(fā)管理要求開發(fā)了觸發(fā)管理IP核。為提高設(shè)計的重用性，使用IP

4、Integrator搭建了以執(zhí)行器模擬器用戶IP核為核心的嵌入式系統(tǒng)，配合外圍硬件電路實現(xiàn)對燃機(jī)油門執(zhí)行器進(jìn)行功能模擬與同AXIe接口計算機(jī)模塊通信的功能。軟件方面，使用LabWindows CVI完成上位機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計，并借助Agilent VISA完成PCI Express接口驅(qū)動的開發(fā)。
　　本文最后對AXIe接口燃機(jī)油門執(zhí)行器模擬器進(jìn)行了功能驗證。設(shè)計實驗對FPGA最小系統(tǒng)的基本功能、AXIe通訊與觸發(fā)功能、燃機(jī)油門執(zhí)行