基于Glink平台的MBD建模方法及应用案例

高效图形化编程与建模平台-Glink    

Glink是Ganzlab环境中专门用于MBD的应用程序：

Glink是一个基于模型的图形化编程环境，可以通过拖、拉、拽的方式进行快速建模搭建。Glink还支持混合系统（连续和离散模型）建模和仿真控制的工具，并包含多种求解器类型，如LSodar、RK45、隐式RK45、ODE23、BDF-Newton等。我们目前在Glink环境中已经继承了约300个基础功能模块及100个工具箱模块用以搭建控制系统。Glink基础工具箱包括连续使用系统、非线性系统、信号处理、注释块等。

   案例展示   

下面以一个电动副驾驶侧车窗控制逻辑为例，以Ganzlab/Glink作为MBD建模和代码生成工具进行AUTOSAR的应用层软件组件开发流程进行演示。

其中使用到的硬件包括：S32K144开发板，J-link代码下载器，UsbCan分析仪，如下图所示：

1. 首先在Autosar Authoring Tool（AAT）软件中，进行SWC框架创建，输出对应的PWL.arxml文件。根据功能需求文档描述，确认SWC的接口：

2.在AAT软件中输出对应的arxml文件：PWL.arxml

3.在Ganzlab环境中，使用脚本导入PWL.arxml文件：

执行上述脚本后，会自动打开Glink建模环境，并生成对应的SWC模型框架

自动生成的SWC模型框架

此时模型的子系统内部仍为空：

自动生成的SWC子系统内部

4.根据功能需要，进行内部逻辑建模：

搭建好的SWC模型内部

该模型主要包含两个子系统逻辑判断（Logic）和仲裁（Arbitrator）：

其中逻辑模块包含三个状态机，根据对应的输入信号进行逻辑判断，分别输出一个信号给到后面的仲裁模块：

逻辑判断子系统（Logic）

Glink专门为状态机的仿真开发了状态机编辑器模块（GFSM）以及对应的状态机代码生成功能：

以WinLiftEnCtrl状态机为例：

初始状态默认进入Disable状态，并使升窗能信号WinLiftEnSt为DISENABLE；

当上电信号K15_IG为K15_IG_ON时，进入enable状态，并使WinLiftEnSt为ENABLE；

当上电信号K15_IG为K15_IG_OFF时，进入CHECKTIME状态，接收到PEPS_RKEST信号为RKE_lock时或计时器变量超过动作延时时间时，转移到Disalbe状态，并使WinLiftEnSt为DISENABLE；

具体状态机如下图所示

WinLiftEnCtrl

·其中K15_IG（上电信号），PEPS_RKEST（遥控状态）和WinEnDelayTimPrm（车窗动作延迟信号）分别为三个输入信号，WinLiftEnSt（升窗使能）作为输出信号。

·DISENALBE，ENALBE，K15_OFF，K15_ON和RKE_lock作为常量。

·WinDelayCut作为内部变量。

对应的该状态机中所用到的datamodel如下图所示：

用同样方式定义另外两个状态机，AutoWinCtrl和FRWinManualCtrl：

AutoWinCtrl状态机模型

FRWinManualCtrl状态机模型

最后一个状态机为仲裁模块，使用真值表的形式进行定义：

Arbitrator状态机

动作真值表

在确认每个模块测试无误后，我们将整体模块打包为超级块形式，并利用AUTOSAR code generator生成应用层文件：

将模型打包为超级块

在工具中选择Autosar Code Geneartion

在弹出的对话框中选择相应的文件输出路径，生成对应的应用层代码文件：

应用层代码文件

下一步，将生成的代码文件放入S32k144的应用层文件夹Appl对应的Source文件夹和Include文件夹中：

S32k144项目文件夹

使用IAR工具将代码编译并上传到S32K144开发板中。

下面通过TSMaster进行输入CAN信号的设置和输出CAN信号的观测。

手动控制车窗情况：

当KI_15_IG==ON，PassWinSws为MANUAL_UP时，副车窗输出升窗动作：PassWin_Up=ACTIVE，BD1_St_PDWinMove=MOVING_UP

当KI_15_IG==ON，PassWinSws为MANUAL_DOWN时，副车窗输出降窗动作：PassWin_Down=ACTIVE，BD1_St_PDWinMove=MOVING_DOWN

遥控控制车窗情况：