【MATLAB】车载CAN总线信号建模与分析仿真研究
摘要：CAN总线作为新能源汽车与传统燃油车的核心车载通信总线，承担着发动机、电池管理系统、电控制动、车身电器等多模块的数据交互任务，其信号传输稳定性、实时性与准确性直接决定整车电控系统工作可靠性。车载复杂电磁环境、线路干扰、总线负载过载、节点故障等问题，极易引发CAN信号畸变、报文延迟、数据丢包、信号抖动等故障，造成车辆动力异常、传感器失效、系统误报故障等隐患。针对实车CAN总线测试成本高、故障工况难以复现、信号规律不易分析等问题，本文基于MATLAB搭建车载CAN总线信号数学模型，模拟标准CAN报文传输、电磁干扰噪声、总线负载波动与信号畸变故障，设计CAN信号解析、滤波降噪、时域与频域分析算法，配套完整可运行仿真代码。通过正常工况与故障工况的信号对比分析，总结车载CAN信号的时域波动特征、频域噪声特性与故障识别规律，可为车载CAN总线调试、故障排查、总线负载优化与电控通信系统设计提供可靠的仿真依据与工程参考。
关键词：MATLAB；车载CAN总线；信号建模；信号分析；总线干扰；滤波降噪；电控通信；故障仿真
一、引言
随着汽车电控系统向智能化、集成化、网联化快速迭代，整车电控单元数量大幅增加，各系统间的数据交互频次与数据量持续攀升。传统线束点对点通信方式布线复杂、故障率高、拓展性差，已无法满足现代汽车电控通信需求。CAN总线凭借实时性强、传输距离远、抗干扰能力优、多节点组网便捷、布线精简等优势，成为车载主流通信总线，贯穿整车动力系统、底盘系统、车身控制系统与智能驾驶辅助系统。
车载工况环境复杂，车辆行驶过程中的电磁辐射、电源波动、线路耦合干扰、总线节点异常、高负载拥
