在没有硬件原型的情况下测试控制器设计
硬件在环(HIL)模拟是一种用于验证控制算法的技术,通过创建一个表示要控制的物理系统的虚拟实时环境,在预定的目标控制器上运行。HIL有助于在没有物理原型的情况下测试控制算法的行为。
HIL模拟是如何工作的?
- 您可以在实时目标计算机上创建并模拟物理组件(如设备、传感器和执行器)的虚拟实时实现。
- 您可以在嵌入式控制器上运行控制算法,并在连接到控制器的目标计算机上实时运行植物或环境模型。嵌入式控制器通过各种I/O通道与植物模型仿真进行交互。
- 您细化组件的软件表示,并逐渐用实际的硬件组件替换系统环境的某些部分。
通过这种方法,HIL仿真可以消除硬件制造中昂贵的迭代。
在哪里使用HIL模拟?
当在真实的物理系统上测试控制算法代价高昂或危险时,HIL仿真尤其有用。HIL仿真广泛应用于汽车、航空航天和国防,以及工业自动化和机械行业,以测试嵌入式设计。HIL也被应用于医疗设备、通信、半导体和其他行业。
常见的HIL模拟例子包括:
- 航空航天和国防:飞行模拟器和飞行动态控制,在实际飞机上测试控制算法过于复杂
- 汽车:车辆动力学和控制,在初始阶段在道路上测试功能是不切实际的
- 工业自动化:控制器-工厂测试,当停止生产或装配线测试控制算法时,涉及大量的资源和业务损失
用MATLAB和Simulink进行HIL仿真
您可以使用仿真软件实时™而且Speedgoat目标硬件进行实时仿真和测试。工程师可以从桌面模拟开始使用MATLAB®而且动态仿真模块®然后设计、构建和测试实时应用程序。使用Simscape™,您可以构建您的工厂的物理模型,然后使用Simulink Real-Time和Speedgoat目标硬件执行HIL仿真。