摘 要

半实物仿真系统是一套软硬件集成的实时仿真工具，在对外ECU系统进行调试时，它作为虚拟发动机的载体直接与ECU系统相连，接受ECU的调节控制，并向ECU提供相应控制下的发动机实时运转工况信息。通过建立一个虚拟的仿真环境，实现对发动机正常工作所需输入信号的模拟仿真，并可以在计算机中灵活配置参数，使之能够适用于不同的环境与工况，来弥补真实测试条件的不足，模拟实际情况所不能达到的极限条件而进行的失效试验。由于半实物仿真技术在ECU的开发、测试中的优点，人们更多的用到这种方法，也大大促进了半实物仿真技术的发展。

本文所采用的模型为由Z6170ZLC柴油机改装而成的天然气/柴油双燃料发动机模型。本文只对半实物仿真系统的软件方面进行设计，将发动机模型的C代码打包成一个有界面的ActiveX控件，同时确定控件的输入变量与输出变量，插入到组态王中将控件属性与组态王变量关联起来，实现ActiveX控件在组态王中的实时运行，模拟发动机的运行环境。最后完成对ActiveX控件在组态王中运行情况的调试。

关键词:半实物仿真，组态王，ActiveX控件，属性

Abstract

The hardware-in-the-loop(HIL) simulation system is a real-time simulation tool including software and hardware. When debug an ECU system, it is used as a carrier of virtual engine system which is connected directly with ECU, and receive control from ECU, and provide the information under the control of real-time engine running information to the ECU. Through the establishment of a virtual simulation environment, we could operation configuration parameters in the computer flexibly, which can be applied to the environment with different conditions to make up for the lack of real test conditions, and simulate limit condition which actual situation can’t reach . Due to the advantages in testing and developing ECU, more and more people use this method, which greatly promoted the development of the hardware in the loop simulation technology.

This article is based on the model of dual-fuel engine which is converted by the Z6170ZLC diesel engines. this paper only design the software of HIL simulation. To pake the engine model of C code into a interface of ActiveX controls and determine varied input variables and varied output of the control, then inserted into the Kingview and associatie control’s properties with Kingview’s variables, to realize ActiveX control’s real-time operation in Kingview ,to simulate the running environment of engine. Finally, debug the operation of the ActiveX controls in Kingview.

Key words: Hardware-in-the-loop simulation，Kingview，ActiveX control，Property

目 录

第1章绪论 1

1.1 背景 1

1.2 半实物仿真系统的国内外研究现状 2

1.2.1 半实物仿真技术 2

1.2.2 国外半实物仿真系统的研究现状 3

1.2.3 国内半实物仿真系统的研究现状 4

1.3 研究的目的及意义 4

1.4 本文主要工作 4

第2章ActiveX控件设计 6

2.1 ActiveX控件界面设计 6

2.1.1 ActiveX控件 6

2.1.2 ActiveX控件的特点 6

2.1.3 创建ActiveX控件 7

2.1.4 ActiveX控件的注册与测试 9

2.2 ActiveX控件属性添加 10

2.3 发动机模型的调用 12

2.4 本章小结 14

第3章组态王界面设计 15

3.1 组态王简介 15

3.1.1 组态王软件结构组成 15

3.1.2 组态王软件特点 16

3.1.3 建立工程 16

3.2 组态王界面设计 16

3.3 组态王变量设置 18

3.4 控件在组态王中的运行 19

3.4 本章小结 21

第4章结论与展望 22

4.1 全文总结 22

4.2 未来展望 22

参考文献 23

附录 25

第1章 绪论

1.1 背景

我国经济的快速发展，使得化石能源的需求量不断增加，而石油资源具有不可再生性，全球可利用的石油资源日趋减少。而且近些年来，我国许多北方城市都遭遇了严重的雾霾天气，空气污染问题逐渐引起人们的重视，国家的排放法规也日趋严格，使得发动机厂商们不得不提高技术水平来满足相应的排放法规同时可以减少油耗，提高品牌竞争力。天然气具有能量密度高、排放尾气清洁、价格低廉等优点，结合化石能源一起使用使得双燃料发动机受到学者们的广泛关注。而发动机高效的运行依赖于电子控制单元的精确控制，随着人们要求的不断提高，发动机目标性能也不断提升，使得发动机电控单元（ECU）的功能、复杂程度和控制精度都需要很大提高，相应的开发难度也加大很多。ECU是发动机的核心部件，其软硬件的可靠性将会直接影响发动机运行的稳定性与安全性。目前ECU开发的成本较高，且双燃料发动机的电子控制更为复杂，使得它的开发变得更加困难。当代计算机与电子技术的飞速发展也带来了半实物仿真技术的快速发展，将它应用于发动机电子控制系统的设计和开发逐渐得到人们的重视。传统开发汽车电控系统需要大量的实验来摸索控制规律，需要大量的人力、物力，开发周期也长，而发动机半实物仿真是电子控制系统设计、试验、性能优化测试强有力的工具^[1]。

在发动机ECU开发过程中，已经形成一个固定的开发流程。其中硬件在环仿真，也叫半实物仿真。在开发过程中，如果发现哪里需要完善或者需要改进，可以在流程中直观地看出需要修改的地方，思路清晰。而且在传统的发动机控制单元开发方法中，有一些条件在实际情况中难以达到，或者需要付出很大的人力物力才能达到，即使达到了它的测试开发会相当困难，所以不可能每个阶段的测试和验证都在试验台架上进行。目前普遍采用虚拟运行环境，对系统进行全面的测试。因此开发半实物仿真系统尤为重要，可以为ECU的软硬件的开发。调试和测试提供强有力的支持^[2]。