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Obiettivo della tesi “Realization of a Software in the Loop System for a CVT Transmission Control of an Agricultural Tractor” è lo studio della trasmissione CVT (Continuos Variable Transmission) che equipaggia alcuni trattori di gamma media di proprietà CNH come il Puma CVX e il New Holland T7 Autocommand e lo sviluppo di una tecnica basata sulla metodologia SIL (Software In the Loop) che permette di creare il modello del controllo della trasmissione partendo direttamente dal codice C contenuto nella centralina del trattore.
La prima fase dello sviluppo del modello del controllo è stata l’individuazione delle principali funzioni C coinvolte nel controllo di trasmissione del trattore e, per ogni funzione, è stato creato il modello utilizzando uno strumento Matlab che è il Legacy Code Toolbox (LCT). Legacy Code Toolbox genera un blocchetto (S-Function) completamente simulabile in ambiente Matlab/ Simulink partendo da una funzione scritta in codice C/C++; in altre parole il comportamento della S-Function è specificato nelle righe di codice della funzione di cui si vuole generare il modello.
Le S-Functions delle principali funzioni sono state poi validate in open loop confrontando gli andamenti dei segnali d’uscita di ogni S-Function con gli andamenti reali registrati durante test in pista con il trattore; in ingresso alle S-Function sono stati dati i segnali reali registrati sempre durante i test pratici e poi si è quantificato il fitting delle due curve (reale e simulata).
Per registrare i dati durante i test è stato utilizzato uno strumento che è il CanCase che si interfaccia direttamente con la centralina registrando i dati sul PC che deve essere dotato del software Canalyser. Dopodichè i dati sono stati esportati in Matlab per essere dati in ingresso alle S-Functions.
I valori di fitting ottenuti sono molto buoni tenendo conto che il modello necessita di una fase di inizializzazione.
Validate le singole S-Function è stato ottenuto il modello complessivo del controllo di trasmissione collegando in cascata le singole S-Functions.
Un notevole vantaggio delle S-Function consiste nella possibilità di attivare la modalità “debugging” che permette di stabilire un collegamento diretto tra Simulink e Visual Studio (il compilatore C usato per generare le S-Function) durante una sessione di simulazione; questo permette di verificare l’esecuzione del codice “riga per riga” e quindi esplorare il codice durante l’esecuzione.

La seconda parte della tesi ha avuto come obiettivo lo studio delle tecniche di controllo impiegate; nel dettaglio sono state studiate le principali funzioni che sono il cuore del controllo della trasmissione CVT e responsabili pertanto del comportamento dinamico del trattore. Queste funzioni sono due e generano due segnali fondamentali: la richiesta di velocità angolare (informazione per il motore) e la richiesta del rapporto di trasmissione (informazione per la trasmissione).
In parallelo è stato sviluppato un semplice modello dinamico del trattore (plant) il cui scopo è quello di testare “parti ” della logica. Questo modello è abbastanza semplice e contempla il motore, la trasmissione CVT, la massa del veicolo e diverse forze esterne agenti sul mezzo.

La prima parte della tesi è stata svolta presso CNH (Case New Holland) di San Matteo (Modena) mentre la seconda parte è stata sviluppata presso il laboratorio Autolab dell’Università di Modena e Reggio Emilia.

The goal of the thesis “Realization of a Software in the Loop System for a CVT Transmission Control of an Agricultural Tractor” is the study of the Continuos Variable Transmission (CVT) that is mounted on some mid range CNH tractors like Puma CVX and New Holland T7 Autocommand and the development of a technique based on Software In the Loop (SIL) methodology that allow the modelling of the transmission control starting directly from the C code contained in the ECU (Electronic Control Unit) of the tractor. In particular it has been studied the code, identifying and isolating the main functions involved in the transmission control and for each function a model has been created using a Matlab toolbox that is the Matlab Legacy Code toolbox. Legacy Code Toolbox generates a little block, called S-Function, fully simulated in Matlab/Simulink environment starting from a C/C++ function. In a few word the behaviour of the S-Function is specified in the code of the function of which you want to create the model. The S-Functions have been tested and validated comparing the simulated outputs with real tracks recorded during a test with the tractor. The data have been recorded using a tool called Can Case that interfaces with the control unit of the tractor and it records the data on a PC equipped with the software Canalyser. These data are exported in a Matlab format and are given as inputs to the S-Functions. The fitting values obtained are very good, considering that each function needs an initialization time. Afterwards the functions have been connected each other to obtain the overall model of the transmission control. A great advantage of the S-Functions is the possibility to activate the debugging mode and then create a direct link between Simulink and Visual Studio (the C compiler used to create the S-Function) during a simulation session; this allows to see the execution of the code “row per row” and therefore checking the code during execution. The target of the second part of the thesis was the study of the control technique used. In particular the principal functions that realize the heart of the transmission control and are responsible of the dynamic behaviour of the tractor have been studied. These functions are two and they generate two fundamental information: the engine speed request (information for the engine) and the transmission ratio request (information for the transmission). In parallel a simple dynamic model of the tractor (plant) has been developed, whose purpose is to test some "parts" of the tractor logic. This model is quite simple and it takes into account the engine, the CVT transmission, the mass of the vehicle and other external forces acting on the vehicle. The first part of the thesis has been developed with CNH (Case New Holland) in S. Matteo site (Modena), and the second part has been developed with the Autolab laboratory at the University of Modena and Reggio Emilia.