硬件在环测试
克里斯托弗·哈恩,快羊
如果您决定针对实际系统进行测试,那么测试控制算法可能是耗时、昂贵的,而且可能不安全。为了保持竞争力并交付高质量的控制器软件,测试工程师已经用硬件在环(HIL)测试取代了传统的测试方法。HIL测试可以让你在没有完整系统硬件的情况下验证你的控制器设计:依靠实时的工厂模拟器,作为真实系统或其部分的数字双胞胎,使你在实用性和成本上受益。
让我们简单介绍一下硬件在环测试或HIL测试。我将涵盖这两者,HIL系统的设置以及控制器HIL测试的最佳实践。让我们看一下HIL测试设置。通常有两个主要组成部分。首先,你的控制器和测试。这包括生产硬件和需要彻底测试的嵌入式软件。第二,HIL测试系统。HIL系统由一个实时模拟器和I/O模块组成,该模拟器确定地运行一个数字双胞胎,以确保低延迟的数据采集、信号调理和与被测控制器的通信。
主机运行专用的应用软件,支持您设置和操作实时模拟器。根据团队的规模和如何组织嵌入式软件开发、山丘系统设置和控制器HIL测试,可以由相同或不同的团队完成。让我们假设我们的嵌入式系统组被分成三个。西蒙的团队,专注于组装和设置新的HIL测试系统。Sophie的团队,负责运行嵌入式软件测试活动,Corine的团队,负责开发和修改嵌入式软件。所以,问题是,我们如何使这些团队成功地完成他们的特定任务。
西蒙,之前已经建立了一个HIL测试系统,基于速度山羊的性能机器。Simon的团队现在面临的挑战是指定一个新的、更复杂的现场测试系统,该系统需要集成高功率执行器和电子负载和源。实现这样的HIL系统是耗时的,需要专门的专业知识。考虑到这一点,西蒙决定依靠速度山羊的专业知识,为他提供模块化沉船安装HIL解决方案,根据他的需求定制。最终解决方案如下所示。两台安装在沉船上的性能实时机器,实现了跨多个沙坑的分布式和同步模拟。该设置完全集成了所有电力电子组件,所需的信号路由和调节模块,以及电缆线束中的断路器面板。对于Simon的团队来说,这是一个真正的即插即用解决方案。
随着硬件障碍的消除,该团队能够专注于数字双胞胎的设计,甚至引入一些创新。例如,模型参数现在可以自动调整以适应测量数据。通过简单的拖放速度山羊驱动块,与控制器的连接也非常快速。使用Simulink实时,模型在快速山羊机器上运行,只需简单的点击,团队可以从Simulink验证所有接口的正确性。在设计器中内置MATLAB对HIL系统进行了测试。用户界面控件,直接与实时应用程序连接,使HIL系统独立于Simulink运行。
与此同时,Sophie的团队一直在创建脚本来支撑和优化测试工作流。部分团队一直在使用Simulink进行测试,这是一项非常值得投资的资产。例如,大多数桌面模拟测试在实时运行中被重用。通过使用内置的可视化工具,只需点击几下就可以触发实时测试活动,结果的断言也快速而简单。此外,还可以自动生成详细的测试报告。这大大简化了与Corine团队的沟通,并有助于进一步加快软件修订工作。
总而言之,该团队能够快速解决几个关键错误,并运行所有测试活动,而没有损坏任何硬件。通过使用正确的工具,团队可以将自己从许多测试琐事中屏蔽出来,并专注于他们真正的任务,即开发出色的控制。
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