汽车混合动力系统的设计.docVIP

混合动力系统的设计 使用一个特定领域的建模环境 w . Gao1 Sandeep Neema2 Jeff Gray3 j . Picone1 Porandla1,s . Musunuri1 j . Mathews1 1当车辆系统中心。密西西比州,密西西比州密西西比州立大学,39762 2软件集成系统研究所,TN,37235年纳什维尔范德比尔特大学 3部门。房价和信息。科学,是伯明翰,阿拉巴马州伯明翰大学,35294 文摘 最先进的设计工具在汽车工程仍然缺乏电力、先进性和自动化的设计工具用于电子行业。广泛接受的汽车动力系统设计工具,如举行PSAT和顾问仍然依赖在手工操作的设计参数优化。在本文中,我们提出一个新方法合并模型设计、知识工程和基于物理建模,实现大规模的设计优化。我们的可扩展的领域特定的设计环境是快速吸收新知识的能力作为额外的设计变得可用。此外,可以使用它自动化设计知识的管理可定制的方式。引入一个设计过程,可以处理数以百万计的约束在一个竞争的复杂性自动化的方式将允许汽车制造商减少设计时。 1介绍 从原型设计到最终产品制造、现代汽车系统正在经历一个非凡的增长嵌入式软件的部署,新混合动力传动系统不同的配置,和其他相关的技术应用程序。计算能力和持续进步性能,必须对汽车软件工程保持与创新的新技术和提高需要更好的设计工具。如今,汽车软件工程被为一个驾驶新功能创新的力量,再加上便宜技术解决方案[1、2]。 新设计的复杂性和嵌入式的依赖软件被证明是一个引起关注的汽车制造商。这导致越来越困难预测各种车辆组件和之间的交互系统。有效的诊断也成为问题。作为一个例子,著名的在全球范围内召回2002年春天的宝马745 i是一个相关的软件故障的直接结果与“iDrive”控制系统,控制着超过700通过嵌入式软件内置函数。这种“阿基里斯跟“综合症也经历了在当代为汽车工程设计工具的对峙建模与仿真工具在电子行业表明,类似的工具在汽车领域缺乏权力,先进性和自动化电子产品设计师[1]。先进的电子设计工具有验证摩尔定律(应用的复杂性集成电路)和帮助达到惊人的水平在计算能力,同时降低成本。为汽车系统的设计者复制和管理类似水平的复杂性,设计工具,自动化的低阶的细节设计过程需要开发[1]。 本文提出了一种新的设计方法合并的概念模型设计、基于物理建模、知识工程和大型设计 优化。剩下的纸是组织如下:第二节概述了设计的方法。第三节阐述了在特定领域的建模及其应用程序的方法。第四节适用于基于物理汽车工程设计建模技术。节5和第6节深入研究动力系统的细节设计优化。最后,初步结果和结论分别给出了第七节和第六节。 体系结构概述 如图1所示,一个特定于域的设计平台提出了将基于物理建模,优化功能,人类的设计知识和设计数据库。这个平台可以应用于广泛的汽车设计问题,可以结合宽各种各样的行业标准工具。我们的关键目标之一参数化设计的专业经验丰富的汽车工程师和嵌入这一循环内的知识 优化的过程。动力系统试验台设计是我们的目标开发和完善这种方法。 图1所示。设计框架我们的方法的关键因素是: ?设计知识表示方法经验通过特定领域的建模语言(DSML)和自动捕获这些信息使用机器学习技术; ?知识最大化的优化算法效率和燃油经济性,减少排放,这是这些工具的验收的关键吗汽车设计社区; ?基于物理建模技术,将使highfidelity仿真和设计。 我们预期设计的高度自动化本方法的实现将有助于降低成本和设计时间。由于大量生产 汽车工业,即使是小储蓄每辆车翻译成巨大的收入产业[3]。的方法还将推进基本了解专家设计师积累他们的经验和设计决策。我们将能够可扩展的设计环境随着新设计迅速吸收更多的知识可用。此外,它可以用于自动化的管理设计知识和可以作为新的训练工具工程师。 在下面几节中我们简要精心设计的关键技术组件。 领域特定的建模环境 汽车行业是第一个采用基于模型的设计技术在广泛的范围内。基于模型的设计寻址系统复杂性和提供了一个良好的基础其他问题,主要因为他们是基于的解决问题的算法模型和分离模型的组合性[1]。的类型的一个例子生产力,可以实现从建模、应用制造在汽车领域,提供[3]。 在传统的模型驱动的分析和设计技术开发(MDD)和描述系统的体系结构关系必须存在于软件。此外,MDD还提供了建模能力的外部接口系统的环境。然而,在这样的系统模型是松散耦合的实际的开发周期,从而吗影响的功能,性能和可靠性系统。模型集成计算(麦克风)[4 - 6]是wellsuited的快速设计和实现方法系统的软件、环境、和集成约束建模。由此产生的综合,多视图模型用于配置和生成和必要的软件组件的实际系统捕获相关的信息系统设计[7,8]。麦克风工具提供的功能模型的特点任何领域,通过提供定制的建模环境通过元模型,描述了必要的实体,每个实体之间的联系。元模型是