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硬件在环测试HIL测试软件基础
2018-11-07 23:11:14· 来源：恩艾NI
HIL测试软件基础组织采用HIL仿真的基本动机是提高其开发和测试过程的工作效率。用于HIL仿真的硬件和软件工具需要能够帮助工程师专注于测试ECU，而不是忙于配置、
hil测试软件基础
组织采用HIL仿真的基本动机是提高其开发和测试过程的工作效率。用于HIL仿真的硬件和软件工具需要能够帮助工程师专注于测试ECU，而不是忙于配置、支持和维护测试系统。 HIL测试软件应该兼顾易用性和灵活性，以适应不断变化的要求。 HIL系统的价值取决于所能节省的时间和提高的产品质量。
在具有极其严格的上市时间要求的行业中，快速开始进行首次测量非常重要。您必须能够快速轻松地将仿真模型连接到物理I/O设备，而且在ECU参数发生变化时更新配置。除了系统配置之外，系统还应可创建和执行测试配置文件来驱动ECU。驾驶虚拟汽车的前提是能够提供代表ECU可能遇到的环境变量的信号模式。例如，如果要执行EPA行驶工况测试，就需要生成运行测试所需的速度设定值和路况条件。有多种选项可用于生成测试配置文件，包括传统的编程和脚本语言、图形化显示和复杂的数据回放。最佳方法通常因ECU要求而异，而且HIL测试系统必须能够满足这些不同的要求。
仿真基础
对象模型和模型来源
在HIL测试，通常使用仿真模型来“欺骗”被测嵌入式设备（DUT），让DUT觉得自己正在控制一个真正的机械系统。机械系统的物理学机制可使用数学工具来重现，这些工具生成的信号通过电线传输并连接到DUT。过去，物理仿真是一个极具挑战性的过程，需要深入了解与机械过程相关的数学原理，如流体动力学、应力特性和材料特性。
图3. 使用各种建模环境来确保高效且有效的HIL测试
今天，有许多商用现成（COTS）工具可用为物理和电气系统建模，而且不需要了解系统构建的基础数学原理。其中有许多物理仿真工具专门为汽车动力总成HIL测试领域而设计。常见的汽车建模工具及其主要用途包括：
Gamma Technology 公司开发的 GT-SUITE 软件—GT-SUITE 是一款仿真软件工具，为汽车工程应用提供了多种功能和库，包括快速概念设计、详细的系统或子系统/组件分析、设计优化以及根本原因调查等。 GT-SUITE架构提供了独一无二的系统集成模型构建功能，可以跨子系统、物理域和模型等级进行集成。
AVL 公司开发的 BOOST 和 CRUISE 软件—BOOST 是一款完全集成的虚拟发动机仿真工具，提供了先进的模型来准确预测发动机性能、噪声和废气处理装置的效率。在发动机开发过程中借助该软件，您可以提供给定汽车概念所需的扭矩和功率以及优化排放、油耗和乘客舒适度（噪声和瞬态工况）。
CRUISE 是一款系统级仿真工具，适用于从概念规划到产品发布等一整个开发过程中的日常车辆系统和传动系统分析任务。其应用范围涵盖了传统车辆动力系统、高度先进的混合动力系统和纯电动汽车。 CRUISE提供了参数优化和组件匹配功能，可帮助您实现实用且可行的解决方案。
ITI 公司开发的 SimulationX—Simulation X标准软件用于评估所有技术系统组件之间的相互作用，提供了丰富的模型库，适用于一维机械、三维多体系统、动力传动、液压、气动、热力学、电气学、电气驱动、磁学和控制学等领域。SimulationX是用于物理效应建模、仿真和分析的通用CAT工具。.
Mechanical Simulation 公司开发的 CarSim 软件—CarSim 用于模拟乘用车、赛车、轻卡和多功能车的动态行为。它可生成动态仿真测试，并输出超过800个计算变量来进行绘图和分析或导出到Excel等其他软件。
通过确定性确保准确的仿真
HIL测试的有效性取决于仿真能否准确反映ECU周边环境。仿真模型必须通过数学计算对ECU命令进行准确的响应，并且这些响应所发生的时间范围必须与所仿真的机械系统一致。因此，大多数HIL应用都需要使用实时系统执行确定性操作。您还可以使用实时系统来执行实时测试序列，以了解ECU功能和稳健性相关的信息。如果实时系统可以确定地代表机械系统，并具有足够高的保真度，则可以对ECU参数进行校准，以优化和调整整个闭环系统的性能。实时系统的性能很大程度取决于可以从测功机转移到实验室的测试量，因为这直接影响测试成本和上市时间。
组织采用HIL仿真的基本动机是提高其开发和测试过程的工作效率。用于HIL仿真的硬件和软件工具需要能够帮助工程师专注于测试ECU，而不是忙于配置、支持和维护测试系统。 HIL测试软件应该兼顾易用性和灵活性，以适应不断变化的要求。 HIL系统的价值取决于所能节省的时间和提高的产品质量。
在具有极其严格的上市时间要求的行业中，快速开始进行首次测量非常重要。您必须能够快速轻松地将仿真模型连接到物理I/O设备，而且在ECU参数发生变化时更新配置。除了系统配置之外，系统还应可创建和执行测试配置文件来驱动ECU。驾驶虚拟汽车的前提是能够提供代表ECU可能遇到的环境变量的信号模式。例如，如果要执行EPA行驶工况测试，就需要生成运行测试所需的速度设定值和路况条件。有多种选项可用于生成测试配置文件，包括传统的编程和脚本语言、图形化显示和复杂的数据回放。最佳方法通常因ECU要求而异，而且HIL测试系统必须能够满足这些不同的要求。
仿真基础
对象模型和模型来源
在HIL测试，通常使用仿真模型来“欺骗”被测嵌入式设备（DUT），让DUT觉得自己正在控制一个真正的机械系统。机械系统的物理学机制可使用数学工具来重现，这些工具生成的信号通过电线传输并连接到DUT。过去，物理仿真是一个极具挑战性的过程，需要深入了解与机械过程相关的数学原理，如流体动力学、应力特性和材料特性。
图3. 使用各种建模环境来确保高效且有效的HIL测试
今天，有许多商用现成（COTS）工具可用为物理和电气系统建模，而且不需要了解系统构建的基础数学原理。其中有许多物理仿真工具专门为汽车动力总成HIL测试领域而设计。常见的汽车建模工具及其主要用途包括：
Gamma Technology 公司开发的 GT-SUITE 软件—GT-SUITE 是一款仿真软件工具，为汽车工程应用提供了多种功能和库，包括快速概念设计、详细的系统或子系统/组件分析、设计优化以及根本原因调查等。 GT-SUITE架构提供了独一无二的系统集成模型构建功能，可以跨子系统、物理域和模型等级进行集成。
AVL 公司开发的 BOOST 和 CRUISE 软件—BOOST 是一款完全集成的虚拟发动机仿真工具，提供了先进的模型来准确预测发动机性能、噪声和废气处理装置的效率。在发动机开发过程中借助该软件，您可以提供给定汽车概念所需的扭矩和功率以及优化排放、油耗和乘客舒适度（噪声和瞬态工况）。
CRUISE 是一款系统级仿真工具，适用于从概念规划到产品发布等一整个开发过程中的日常车辆系统和传动系统分析任务。其应用范围涵盖了传统车辆动力系统、高度先进的混合动力系统和纯电动汽车。 CRUISE提供了参数优化和组件匹配功能，可帮助您实现实用且可行的解决方案。
ITI 公司开发的 SimulationX—Simulation X标准软件用于评估所有技术系统组件之间的相互作用，提供了丰富的模型库，适用于一维机械、三维多体系统、动力传动、液压、气动、热力学、电气学、电气驱动、磁学和控制学等领域。SimulationX是用于物理效应建模、仿真和分析的通用CAT工具。.
Mechanical Simulation 公司开发的 CarSim 软件—CarSim 用于模拟乘用车、赛车、轻卡和多功能车的动态行为。它可生成动态仿真测试，并输出超过800个计算变量来进行绘图和分析或导出到Excel等其他软件。
通过确定性确保准确的仿真
HIL测试的有效性取决于仿真能否准确反映ECU周边环境。仿真模型必须通过数学计算对ECU命令进行准确的响应，并且这些响应所发生的时间范围必须与所仿真的机械系统一致。因此，大多数HIL应用都需要使用实时系统执行确定性操作。您还可以使用实时系统来执行实时测试序列，以了解ECU功能和稳健性相关的信息。如果实时系统可以确定地代表机械系统，并具有足够高的保真度，则可以对ECU参数进行校准，以优化和调整整个闭环系统的性能。实时系统的性能很大程度取决于可以从测功机转移到实验室的测试量，因为这直接影响测试成本和上市时间。
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