- English
Sadržaj predmeta
Razvoj softvera u upravljanju automobilskim sustavima
- Šifra:
- 283151
- Kratica:
- D-2064
- Visoko učilište:
- Fakultet strojarstva i brodogradnje
- ECTS bodovi:
- 3.0
- Opterećenje:
- 30(P) + 15(V)
- Nositelji:
-
nasl. doc. dr. sc. Ivan Cvok
- Izvođači:
-
Ivan Ruškan, univ. mag. ing. mech. (V)
nasl. doc. dr. sc. Ivan Cvok (P)
- Opis predmeta:
- Ciljevi predmeta: Ovaj izborni predmet pruža sveobuhvatan uvod u sustave upravljanja vozilima i mehatroniku, opremajući studente potrebnim znanjem i praktičnim iskustvom za dizajn, razvoj i provjeru valjanosti modernog softvera za upravljanje automobilima, pokrivajući sve aspekte V modela (od zahtjeva, implementacije do testiranja). Slijedi najbolju praksu u industriji i automobilske standarde kao što su ISO 26262, ASPICE i AUTOSAR, osiguravajući studentima stjecanje vještina relevantnih za primjene u stvarnom svijetu. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet: Obaveze studenata: Nastava se sastoji od predavanja, auditornih, računalnih i laboratorijskih vježbi, uz provjeru prisustva studenta, te konzultacije po potrebi. Čitanje propisane literature. Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu: Redovito pohađanje nastave, izrada seminarskog zadataka 50%, usmeni ispit 50% Predavanja 1. Upravljački i mehatronički sustavi vozila Pregled mehatroničke arhitekture vozila upravljačke jedinice, senzori, aktuatori i komunikacija Pregled upravljačkih metoda i estimatora korištenih u vozilima 2. Dizajn temeljen na modelima (eng. ModelBased Design) Dizajn temeljen na modelima (MBD) i njegova uloga u razvoju upravljačkog softvera prema Vmodelu Uvod u modele zrelosti (eng. Maturity Model), poput ASPICE 3. Inženjerstvo sustava (eng. System Engineering) za upravljanje vozilima Analiza zahtjeva na sustav, funkcionalna dekompozicija sustava Upravljanje i praćenje zahtjeva 4. Softverska arhitektura Životni ciklus automobilskog softvera od zahtjeva do implementacije Uvod u AUTOSAR (klasični i adaptivni) 5. Hardverska arhitektura Pregled mikrokontrolera, senzora i aktuatora i ograničenja implementacije u realnom vremenu Električna arhitektura vozila (zonalna, domenska), hardverska sučelja 6. Komunikacijski protokoli u vozilima Komunikacijski protokoli i mreže u vozilima (CAN, LIN, Ethernet, FlexRay, MOST) Dijagnostički protokoli (UDS, OBDII) Ostali protokoli u industriji 7. Ugradbeni sustavi 1 Implementacija upravljačkih sustava u ugradbeni sustav (Ckod) Automatsko generiranje koda, standardi programiranja 8. Ugradbeni sustavi 2 Kalibracijski i mjerni protokoli poput XCP, generiranje i definicija A2L datoteka Upravljanje verzijama i kontinuirana integracija i implementacija (eng. Continuous Integration/Continuous Deployment, CI/CD) 9. Funkcijska sigurnost ugradbenih sustava Uvod u funkcijsku sigurnost (npr. IEC 61508) Razine pouzdanosti sustava (eng. Safety Integrity Levels, ASIL) na temelju HARA (eng. Hazard Analysis and Risk Assessment) Postupci analize: analiza stabla kvarova (eng. Fault Tree Analysis, FTA), analiza modova i učinaka kvarova (eng. Failure Mode and Effects Analysis, FMEA) 10. Dizajn i implementacija softvera funkcijske sigurnosti Sigurnosni i nadzorni mehanizmi: redundancija, automatski nadzorni sustavi (eng. watchdog), sustavi zaštite od kvarova (eng. failsafes) 11. Testiranje softvera (MIL, SIL, PIL) Metode testiranja: model u petlji (eng. ModelintheLoop, MIL), program u petlji (eng. SoftwareintheLoop, SIL), procesor u petlji (eng. ProcessorintheLoop, PIL) Razine testiranja: testiranje komponente, sustava i integracije 12. Hardver u petlji (eng. HardwareintheLoop, HIL), vozač u petlji (eng. DriverintheLoop, DIL) i testiranje u stvarnom svijetu Postavljanje HIL i DIL sustava, automatizacija testova i akvizicija podataka Testiranje u stvarnom svijetu i upravljanje kalibracijom 13. Brzo prototipiranje upravljačkih sustava (eng. Rapid Control Prototyping, RCP) Implementacija upravljačkih modela na hardveru u stvarnom vremenu Uvod u RCP sustave 14. Paralele sustavima upravljanja vozilima u različitim industrijama Usporedba sustava upravljanja vozilima s onima u npr. zrakoplovstvu, pomorstvu i robotici Usporedba strategija upravljanja i sigurnosnih standarda u različitim područjima Usporedba ugradbenih sustava i komunikacijskih protokola u različitim područjima 15. Gostujuće predavanje iz područja razvoja softvera Gostujuće predavanje od industrijskog stručnjaka (iz tvrtke proizvođača vozila ili prvi dobavljač) Vježbe 1. Osnovni model sustava za regulaciju brzine u Matlab/Simulink okruženju 2. Primjer dizajna temeljenog na modelu na primjeru sustava za regulaciju brzine vozila 3. Definiranje zahtjeva i arhitekture na primjeru jednog upravljačkog sustava (npr. sustav za regulaciju brzine) 4. Dizajn softverske arhitekture upravljačkog sustava (npr. sustava za regulaciju brzine vozila) 5. Ugradbeni sustavi 6. Definiranje CAN komunikacije 7. Generiranje koda na temelju modela upravljačkog sustava 8. Kalibracija upravljačkih sustava 9. Analiza sigurnosti upravljačkog sustava 10. Implementacija sigurnosnih mehanizama u upravljački sustav 11. Kreiranje automatskih testnih slučajeva za upravljački sustav 12. Izvođenje HIL testa 13. Implementacija PID kontrolera u stvarnom vremenu koristeći Speedgoat 14. Analiza studije slučaja o sustavima upravljanja u robotici (npr. autonomna navigacija) 15. Gostujuće predavanje iz područja razvoja softvera
- Jezici izvođenja nastave:
-
Hrvatski
- Obavezna literatura:
-
: Nastavni materijali s predavanja
: Nastavni materijali s auditornih vježbi i simulacijski modeli s računalnih vježbi
- Preporučena literatura:
-
Shiho Kim, Rakesh Shrestha:
Hans-Leo Ross (2016):
Nicolas Navet, Francoise Simonot-Lion (2008):
- Ishodi učenja:
1. Kritički ocijeniti strategije implementacije hardvera i procijeniti njihov utjecaj na funkcionalne i nefunkcionalne performanse sustava upravljanja vozilom.
2. Analizirati različite metode za razvoj, verifikaciju i validaciju upravljačkih sustava.
3. Razviti strategiju funkcionalne sigurnosti (ISO 26262, ASIL razine, analiza opasnosti).
4. Razumjeti i primijeniti principe implementacije diskretnih upravljačkih sustava u ugradbene sustave vozila.
5. Raditi s modernim komunikacijskim mrežama (CAN, LIN, FlexRay, MOST, Ethernet i V2X) i procijeniti njihovu ulogu u električnoj arhitekturi vozila.
6. Implementirati napredne metode verifikacije kao što su Model-in-the-Loop (MIL), Software-in-the-Loop (SIL), Processor-in-the-Loop (PIL) i Hardware-in-the-Loop (HIL).
7. Steći praktično iskustvo s brzim prototipiranjem upravljanja (RCP) i korištenjem tehnika automatskog generiranja koda za razvoj upravljačkog softvera.
8. Procijeniti međusobnu povezanost između programskog inženjerstva i upravljanja.
- Predmet u nastavnom programu:
-
Šifra studija Naziv studija Razina studija Semestar izvođenja Obavezni/Izborni 1168 Automatika diplomski 2 izborni 1169 Automatizacija proizvodnih sustava diplomski 2 izborni 1170 Autonomni sustavi i računalna inteligencija diplomski 2 izborni 1171 Kibernetika i bioinspirirani sustavi diplomski 2 izborni 1172 Mehatronika transportnih sustava diplomski 2 izborni 1173 Robotika diplomski 2 izborni 1189 Automobilska i transportna tehnika diplomski 2 izborni 1190 Brodostrojarstvo diplomski 2 izborni 1191 Cjevovodni sustavi diplomski 2 izborni 1193 Energetska postrojenja i strojevi diplomski 2 izborni 1194 Obnovljivi izvori energije i zaštita okoliša diplomski 2 izborni 1195 Pametni energetski sustavi diplomski 2 izborni 1196 Industrijsko inženjerstvo i menadžment diplomski 2 izborni 1197 Inženjersko modeliranje i računalne simulacije diplomski 2 izborni 1198 Inženjerstvo kvalitete i mjeriteljstvo diplomski 2 izborni 1199 Inženjerstvo materijala diplomski 2 izborni 1201 Konstruiranje i razvoj proizvoda diplomski 2 izborni 1202 Medicinske konstrukcije diplomski 2 izborni 1203 Proračun konstrukcija diplomski 2 izborni 1205 Održiva uporaba energije diplomski 2 izborni 1206 Procesno inženjerstvo diplomski 2 izborni 1207 Prerada polimera i aditivna proizvodnja diplomski 2 izborni 1209 Obradni sustavi diplomski 2 izborni 1210 Zavarene konstrukcije diplomski 2 izborni * predmet se ne predaje u tom semestru
Legenda
- P - Predavanja
- V - Vježbe