硬件在环(HIL)仿真是一种通过创建表示要控制的物理系统的虚拟实时环境来验证在预期目标控制器上运行的控制算法的技术。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和模拟物理组件(如设备、传感器和执行器)的虚拟实时实现。
- 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设备或环境模型。嵌入式控制器通过各种I/O通道与电厂模型仿真交互。
- 您可以优化组件的软件表示,并逐渐用实际的硬件组件替换系统环境的一部分。
通过这种方法,半实物仿真可以消除硬件制造中昂贵的迭代。
HIL模拟在哪里使用?
当在实际物理系统上测试控制算法时,半实物仿真特别有用,因为测试成本高昂或危险。半实物仿真广泛应用于汽车、航空航天和国防、工业自动化和机械行业,用于测试嵌入式设计。HIL也被用于医疗设备、通信、半导体和其他行业。
常见的HIL模拟示例包括:
- 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,涉及大量资源和业务损失
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