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【摘要】本文首先分析了仿真技術在汽車電子設計中的應用優(yōu)勢，并介紹了SABER軟件對汽車電子設計做出的貢獻，最后具體分析了汽車電子設計中仿真技術的應用，為汽車電子設計中仿真技術的應用提供資料參考。

【關鍵詞】汽車電子設計仿真技術應用

仿真技術是一門利用系統(tǒng)模型對實際或設想的系統(tǒng)進行動態(tài)驗證的技術，仿真技術綜合控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術，以計算機和專用設備為工具，能夠模擬汽車或飛機駕駛訓練，在汽車工業(yè)中有著廣泛的應用?，F(xiàn)代的汽車制造業(yè)，對電子設備依賴程度越來越大，隨著人們對汽車安全性能要求不斷提高，仿真技術在汽車電子設計中得到了廣泛應用。仿真技術在汽車電子設計中的應用，縮短了汽車電子系統(tǒng)的研發(fā)周期，提高了汽車電子系統(tǒng)設計的安全系數(shù)，并幫助工程師在電子系統(tǒng)應用于實踐之前發(fā)現(xiàn)問題，大大的提高了汽車電子系統(tǒng)的研發(fā)效率，推進了汽車工業(yè)的發(fā)展。

1仿真技術概述

1．1仿真技術在汽車電子設計中的應用優(yōu)勢

信息時代的來臨，汽車中應用的電子設備越來越多。電子設備在汽車中的應用，不僅提高了汽車的安全系數(shù)，還優(yōu)化了汽車的駕駛體驗，推動了汽車行業(yè)的發(fā)展。但在汽車新產(chǎn)品研發(fā)時，卻由于汽車電子系統(tǒng)研發(fā)成本過高，限制了汽車行業(yè)的發(fā)展。仿真技術的出現(xiàn)，為汽車電子系統(tǒng)設計提供了強大的工具。利用仿真技術，工程師可以利用計算機和仿真軟件，來模擬汽車的運行狀態(tài)，并在虛擬現(xiàn)實中對汽車電子系統(tǒng)的設計進行仿真驗證。這一研發(fā)模式，極大的縮短了汽車電子系統(tǒng)的研發(fā)周期，并降低了汽車電子系統(tǒng)研發(fā)的資金投入量。我國作為發(fā)展中國家，近年來汽車工業(yè)的飛速發(fā)展正是基于仿真技術的應用實現(xiàn)的。隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，仿真技術在汽車研發(fā)和制造領域的技術優(yōu)勢更是與日凸顯，如何在汽車電子設計中應用好仿真技術，已經(jīng)成為決定汽車制造企業(yè)研發(fā)能力的關鍵之一。

1．2SABER仿真軟件與汽車電子設計

SABER仿真軟件是美國Analogy公司于1987年推出的模擬機混合信號仿真軟件，該軟件能夠同時對模擬信號、事件驅(qū)動模擬信號、數(shù)字信號和模數(shù)混合信號設備進行仿真，被廣泛應用于電子學、電力電子學、電機工程、機械工程、水利、光學和控制系統(tǒng)等研發(fā)和數(shù)據(jù)采樣中。該系統(tǒng)在汽車電子設計中的應用，代表著我國汽車電子設計技術進入新的階段。SABER軟件能夠分析從SOC到大型系統(tǒng)之間的設計，并模擬數(shù)字電路及混合電路，通過仿真內(nèi)核的運算和模擬，給出與真實實驗相似的實驗數(shù)據(jù)，從而幫助設計人員檢驗設計方案。在現(xiàn)代汽車制造工業(yè)中，包括ABS防抱死系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)均能夠運用SABER仿真軟件進行仿真檢驗，幫助設計人員發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題。該系統(tǒng)目前已經(jīng)被很多西方汽車制造研發(fā)企業(yè)定位行業(yè)標準，推動了我國汽車制造業(yè)和世界汽車制造業(yè)的技術發(fā)展。

2汽車電子設計中仿真技術的運用

汽車電子設計中仿真技術的運用，主要分為建立數(shù)學模型、系統(tǒng)原理仿真和仿真模型的檢驗修改三個階段。通過在汽車電子設計中應用仿真技術，有效的降低了汽車電子系統(tǒng)設計驗證的資金投入，并提高了工程師的工作效率和質(zhì)量。

2．1建立數(shù)學模型

數(shù)學模型的建立，是運用仿真系統(tǒng)設計和檢驗汽車電子系統(tǒng)的第一步，也是最基礎和最關鍵的一步。計算機仿真軟件的根本運行原理就是將實際系統(tǒng)運行的規(guī)律轉(zhuǎn)為數(shù)學方式，即微分和差分方程來表達。為了實現(xiàn)對汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展檢驗，在建立數(shù)學模型時，需要將系統(tǒng)原理圖中的所有部件及其運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型，轉(zhuǎn)化完成的數(shù)學模型綜合到一起，才能形成一組模擬仿真系統(tǒng)。因此，在建立數(shù)學模型中，零部件的數(shù)學建模質(zhì)量將直接影響到仿真系統(tǒng)的真實性，并決定了仿真系統(tǒng)的運算結(jié)果是否與系統(tǒng)的實際運行相似。為了提高數(shù)學模型的建立效率，工程師在建立一系列數(shù)學模型時，會對相似的元件歸類為同一種數(shù)學模型，這樣雖然會拉大仿真軟件與現(xiàn)實的差距，但卻能夠極大的縮短開發(fā)周期，實現(xiàn)開發(fā)成本的節(jié)約。

2．2系統(tǒng)原理的仿真

汽車電子設計中應用仿真技術時，是采用計算機程序運算，來模擬汽車電子系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)和零部件在工作中的電壓、電流、功率等參數(shù)變化，通過對這些參數(shù)變化的波形分析，來找到實際試驗與模擬仿真質(zhì)檢單額區(qū)別，從而發(fā)現(xiàn)涉及疏漏或問題，對電子系統(tǒng)的設計實施改進措施。在汽車電子系統(tǒng)設計中，仿真系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對雙電壓系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、起動機和發(fā)電機系統(tǒng)以及雙電壓42V系統(tǒng)的仿真驗證。汽車的雙電壓系統(tǒng)設計，將汽車的高電壓設備和低電壓設備區(qū)分開來，不僅是保證汽車安全性的關鍵，還是降低汽車能耗的重要技術。通過運用仿真技術，能夠?qū)﹄p電壓系統(tǒng)的運行效率和安全性進行驗證，以確保汽車電子設計中雙電壓系統(tǒng)的安全性和可靠性。14V電壓系統(tǒng)主要用于各控制單元，該系統(tǒng)對波形有極高的要求。如果14V電壓系統(tǒng)存在問題，將其應用于汽車時將會由于峰值電壓和電流產(chǎn)生的脈動，對蓄電池造成干擾，發(fā)生蓄電池電位波動性變化，導致其他控制系統(tǒng)的控制信號失靈，給汽車的行車安全帶來致命的威脅。運用仿真軟件，能夠檢驗14V系統(tǒng)對蓄電池干擾的影響度，確保其不會影響到控制系統(tǒng)的工作，避免由于電位波動導致控制系統(tǒng)失靈。起動機和發(fā)電機由于都具有相同的轉(zhuǎn)矩特性，所以可以設計一種設備集合這兩種機器的特點。如果設計成功，并投入大規(guī)模的生產(chǎn)中，則可以獲得的利益是難以想象的。這種將兩種設備集于一體的技術是科學家努力創(chuàng)新而創(chuàng)造出來的財富。這種系統(tǒng)可以讓發(fā)動機在很快的時間內(nèi)啟動，并且發(fā)動機啟動以后，切換到發(fā)電的模式，使汽車的重啟動更加容易。雙電壓系統(tǒng)中的42v供電系統(tǒng)，如果在設計中電子元件選擇錯誤，將會由于電壓隨轉(zhuǎn)速變化的提高，導致電子元器件被燒毀，帶來巨大的行車安全隱患。而采用模擬仿真技術，則能夠測試電子元器件的所需承受的電壓峰值，更加科學的進行選擇，保證系統(tǒng)安全。

2．3仿真系統(tǒng)的檢驗和修改

仿真系統(tǒng)只是運用計算機技術和數(shù)學原理對汽車電子設計的運行狀態(tài)進行模擬實驗，其與實際試驗還是有很大差距的。因此，在運用SABER軟件中，需要通過嚴謹?shù)膶嶒瀸Ρ?，確定仿真結(jié)果與現(xiàn)實存在的差距，并在此基礎上對電子設計進行優(yōu)化，以不斷提高汽車電子系統(tǒng)設計的質(zhì)量，促進汽車工業(yè)的發(fā)展。綜上所述，在現(xiàn)如今的汽車研發(fā)與制造中，運用仿真技術對設計方案進行檢驗和修改，已經(jīng)成為汽車研發(fā)的必須技術之一。近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速，這離不開我國汽車電子設計中仿真技術應用的日漸成熟。相信隨著仿真技術的發(fā)展，我國汽車研發(fā)和制造將會迎來新一輪的發(fā)展，為我國經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻。

參考文獻:

［1］張珂．汽車電子設計中仿真技術的應用分析［J］．中國電子商情:科技創(chuàng)新，2014(12):33～33．

［2］郭引弟，王艷超．仿真技術在汽車電子設計中的應用［J］．電子技術與軟件工程，2013(13):127～128．

作者：馬成林 單位：大連電子學校