在汽車技術持續演進的歷程中，人類駕駛員始終是一個極具研究價值的智能控制系統“原型”。駕駛員通過視覺感知、行為決策與操作執行的閉環控制，將復雜的駕駛任務轉化為車輛的實際動作，同時動態適應道路環境的變化。這一過程不僅體現了高度的自主性和實時性，更展現了以知識積累與邏輯判斷為基礎的自學習能力。這種“仿生智能”的邏輯框架，為汽車智能化系統的開發提供了重要啟示。而在新能源汽車與智能駕駛技術深度融合的背景下，如何構建高效可靠的系統仿真驗證體系，成為技術突破的關鍵所在。
01.駕駛行為的智能解構與系統映射
駕駛行為的本質是一個多層級的信息處理過程：從任務規劃層面對路線選擇、超車決策等戰略行為的制定，到行為決策層面對跟車距離、轉向時機的戰術判斷，最終落實到油門、剎車、方向盤的精準操作。這種分層遞進的控制邏輯，與智能駕駛系統的“感知-決策-執行”架構存在高度相似性。
在傳統燃油車向智能電動車轉型的過程中，動力系統的電氣化重構了控制邏輯。以電子制動助力器為例，當駕駛員踩下制動踏板時，位移傳感器將機械信號轉化為電信號，經整車控制器（VCU，Vehicle Control Unit）解析后，通過永磁同步電機生成精確的伺服力。這一過程不僅需要機械結構的物理反饋（如橡膠反饋盤的力耦合），更需要電子控制系統對制動強度、能量回收、失效備份等功能的綜合協調。這種機-電-控的深度融合，體現了智能汽車系統設計的典型特征。
02.線控系統的技術演進與集成挑戰
線控技術（X-by-Wire）的普及標志著汽車控制從機械傳動向電子控制的范式轉變。在制動領域，電子液壓制動系統（EHB，Electronic Hydraulic Brake System）和電子機械制動系統（EMB，Electro mechanical Brake）代表了兩種不同的技術路線：
EHB系統通過保留液壓備份系統，在傳統制動架構基礎上引入電子控制單元。其核心優勢在于與防抱死制動系統（ABS，Anti-lock Brake System）、電子車身穩定控制系統（ESC，Electronic Stability Controller）等現有系統的兼容性，以及通過液壓管路實現的制動力精確分配，但在系統復雜度、響應速度方面存在優化空間。
EMB系統與EHB相比實現了全機械化制動結構，特點是結構簡單、體積小、電信號傳輸、響應快、制動距離短、穩定性好、易于維護、無液壓油泄漏問題，并能通過ECU直接控制集成ABS、TCS、ESP和ACC功能。EMB被認為是線控制動系統的終極演進，它作為純機械系統運行，執行器通常安裝在每個輪邊，電機集成在制動鉗內，踏板的制動信號直接輸入制動鉗，無需使用制動液或液壓管路，制動力由電機驅動產生，從而使每個車輪都擁有獨立的電動機械制動系統。需要注意的問題則是解決無備份系統的功能安全問題。
無論是EHB還是EMB，其控制系統都需要處理多源信號的融合問題：制動踏板位移、輪速、車速等傳感器數據需要與車輛動力學模型、控制算法實時交互。這種復雜的信號交互對系統仿真提出了更高要求——既需要精確的物理模型，也需要可靠的通信架構。
03.系統級仿真實踐
在智能汽車控制系統開發中，可以使用SkyEye構建完整的數字孿生驗證體系，并通過DigiThread實現聯合仿真。
天目全數字實時仿真軟件SkyEye作為基于可視化建模的硬件行為級仿真平臺，支持用戶通過拖拽的方式對硬件進行行為級別的仿真和建模。
多領域分布式協同仿真平臺DigiThread，基于DDS（數據分發服務）通信模式并通過協同仿真軟總線連接多種仿真模型，可實現點對點的數據通訊，被廣泛應用于復雜系統集成仿真和數字孿生等。
該方案的核心在于通過DigiThread聯合仿真平臺實現多領域模型的協同：
▲操作流程示意圖
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駕駛員模型（Driver）：作為主控對象，通過Simulink構建的算法模型模擬人類駕駛行為，生成油門/剎車控制信號。這些信號經由CAN總線協議封裝后，通過DigiThread傳輸至域控制器。
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域控制器（ZONE）：對接收的信號進行濾波、解析和邏輯處理，將處理后的控制指令分發至車輛模型。此過程涉及控制策略驗證、信號延時補償等關鍵技術。
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車輛模型（Vehicle）：采用FMU（功能模型單元）標準封裝，精確模擬包括永磁同步電機動態響應、減速機構傳動效率、制動液壓力傳導等物理特性。模型輸出的車輛狀態數據通過DigiThread回傳至監控平臺，形成閉環驗證。
該方案的技術突破體現在三個方面：
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通過多速率仿真技術解決了機械系統（毫秒級）與控制系統（微秒級）的時域同步問題；
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采用信號透傳機制實現上位機監測與外部數據平臺的無縫對接；
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基于參數標定引擎的動態調優功能，可快速完成控制參數與物理模型的匹配優化。
▲數據交互示意圖
聯合仿真不僅能夠用于驗證控制算法的魯棒性，還可通過數字孿生模型預測極端工況下的系統行為。當仿真模型顯示制動液壓力上升速率偏離預期時，工程師可立即回溯檢查減速機構傳動比設置或電機控制參數。綜上所述，本方案通過為智能汽車的開發提供高保真的虛擬驗證環境，大幅縮短了傳統“設計-試制-測試”的迭代周期。
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