CANoe与Matlab/Simulink联合仿真

蔚落 2023-02-18 06:27 25阅读 0赞

当技术猿还在公司加着班的时候，突然接到老大任务，使用CANoe的CAPL语言仿真带有复杂算法的ECU节点。当下技术猿就爽快答应，因为知道CANoe是集仿真、测试、诊断、分析于一体的多功能软件，其CAPL语言可以模拟ECU节点，并在网络环境中与其他节点交互。

说干就干，撸起袖子加油干。经过对CAPL语言的一夜研究，这是个什么XX玩意儿，仿真算法通过CAPL语言真是太难实现了。

![format_png][]

贼尴尬，完不成任务又不能加鸡腿了。想到这，技术猿就怒从心头起，恶向胆边生，决定忽悠一把老大，看看有没有可以替代CAPL编程的软件。又经过一夜的研究，竟然发现CANoe预留了Matlab/Simulink接口，可以利用Matlab/Simulink强大运算能力，增强CANoe的仿真功能。

![format_png 1][]

接下来就和大家分享一下我们技术猿的研究成果，以便大家今后的实际操作。

Matlab/Simulink仿真有三种工作模式：

## Offline Mode ##

此模式属于离线仿真，不可与实时环境进行数据交互；Matlab/Simulink作为主仿真环境，以最快速率进行数据处理， CANoe作为监控软件，从Matlab/Simulink获取测量时基对数据进行监控。Matlab/Simulink与CANoe的信息交互是通过Microsoft DCOM进行配置并且共享内存来完成数据交换，此模式下可以使用Matlab/Simulink的调试功能，适用于早期设计阶段。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## Synchronized Mode   ##

此模式与Offline模式不同之处在于Matlab/Simulink是从CANoe获取仿真时基进行在线仿真，因而可以与真实节点进行交互；但要求Matlab/Simulink模型计算周期快于实时数据发送周期，因此推荐使用多核处理方式进行仿真，在此模式下，Matlab/Simulink与CANoe的信息交互和Offline模式相同。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

## Hardware-In-The-Loop (HIL) Mode ##

此模式下CANoe作为仿真环境，利用Simulink Real-time Work Shop将Matlab/Simulink模型生成.dll文件集成到CANoe中，通过CANoe仿真与真实网络环境进行交互；CANoe中可添加多个ECU仿真节点，每个节点都需要相应的.dll文件，此模式适用于残余总线仿真。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

CANoe与Matlab/Smulink联合运行的具体操作。

首先，如需使用此功能，CANoe版本不得低于v7.5，Matlab版本不得低于R2012b，如需生成.dll文件, Matlab需要有对应的C编译器，Matlab版本与所支持的编译器对应关系如下图所示，可安需下载相关软件。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

上述软件均安装完成后，需要将CANoe集成至Matlab/Simulink中。不同版本的CANoe设置基本相同，在CANoe安装路径下，找到接口文件安装路径（如下图所示），双击安装即可。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

安装完成后，在Matlab/Simulink中出现Vector CANoe组件（如下图所示），CANoe与Matlab/Simulink通过这些组件实现数据交互，数据交互内容主要包括：信号、系统变量、环境变量、CAPL函数参数。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

最后，打开CANoe中Matlab/Simulink接口（如下图所示）即可。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

一切就绪之后，接下来通过例子介绍下三种工作模式以及相应的设置。

仿真之前，需要对Matlab/Simulink进行一些设置，如果模型需要编译，建议设置成固定仿真步长，如图5所示。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

如果需要使用HIL模式，需要将CANoe设置为生成的目标文件，如下图所示，选择cn.tlc。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

上述设置完成后，进行Offline Mode与Synchronized Mode仿真时，需要添加Simulation Setup模块，此模块在模型编译时不会生成代码程序。如图7工程中，利用Matlab/Simulink自带Sine Wave函数作为输入，输出关联到CANoe的报文信号。利用Simulink Setup模块切换Offline Mode与Synchronized Mode，从而改变仿真速率。配置完成后，在Matlab/Simulink窗口点击运行仿真，CANoe即被自动调用，通过Trace窗口可观测到相关报文。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

通过Matlab/Simulink编译模型生成.dll、.ini文件时，Matlab/Simulink参数需要生成为CANoe可调用的参数，按照如下配置实现上述功能，首先将信号交互接口打开，并配置为生成CANoe可以调用的系统变量（如下图所示）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

配置完成后，将编译生成的.dll文件、.ini文件以及模型文件参照上图方式集成至CANoe节点，即可进行（HIL）Mode测试。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

设置完成后，Matlab/Simulink参数已经映射为系统变量，可以通过CAPL编程或者Panel面板修改参数。如图11为同过面板控制Matlab/Simulink参数，分析窗口会有相应变化。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

Matlab/Simulink不仅可以仿真节点，也可以分析数据，主要利用Matlab/Simulink强大的数据处理能力对信号进行算法处理，使用方法与上述仿真类似，区别在于分析数据时通过Environment->Analysis Model添加模型，这里就不再展开。

今天就为大家介绍到这里啦，如果有什么问题可以关注“怿星科技”咨询，我们会为您一一解答哦。

![20200616110546533.gif][]

[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9lbmljS1pXUHRYV1oxWmxYdWZMcHhpYVFwNkNhSjZIUnk4dmg1R0tZOURydDNPNE90c2VpYUJURkd6TDJHaDVPdGU5eWlhQ25WQnNKdVR2T3hKSXVhMWhpYjVnLzY0MA?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9lbmljS1pXUHRYV1oxWmxYdWZMcHhpYVFwNkNhSjZIUnk4cFhUNEJiZG9BMGRhTnpXbm5HbFk5VmhIUFVOdVg2dVFvaWNYOW5FMllXcjRFU0tsdGY5eDY2Zy82NDA?x-oss-process=image/format,png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616105540540.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616105634594.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020061610570837.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616105723455.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616105748162.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110007745.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616105809686.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110022418.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110100216.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110202453.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020061611031681.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110346408.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110410441.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110431313.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ3MzM0MDgw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20200616110546533.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200616110546533.gif