硬件在环仿真系统概述

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1、硬件在环仿真系统概述摘要：与传统的ECU仿真方法相比，硬件在环仿真具有高实时性、低成本、灵活性高、可重构性强、仿真精度高等优点。本文介绍了硬件在环仿真基本原理及dSPACE、RT-LAB.NI硬件在环仿真平台，并阐述了硬件在环仿真模型的开发步骤，对硬件在环仿真当前的发展情况进行了简单概述。Abstract：IncontrastwithtraditionalsimulationmethodofECU,Hardware-in-Loopsimulationhasadvantagesofhighreal-time,lowcost,highflexibil

2、ity,highaccuracyofsimulation.ThispaperintroducesbasicprincipleofHILSimulationandHILsimulationplatformofdSPACE,RT-LABandNI.ThispaperillustratesdevelopingprocedureofHILsimulationmodelandoverviewofHILdevelopingcondition.关键词：数据挖掘；模型与算法；应用发展方向Keywords：DSP；PMSM；MATLAB中图分类号：TJ811文献标

3、识码：A文章编号:1006-4311(2016)35-0097-020引言硬件在环仿真是以实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过1/0接口与被测对象相连接。硬件在环仿真在电子控制单元的研发过程中占据着越来越重要的地位，它提供了一种成本低、可重构性高、安全性高、灵活高效的仿真方法，能减少实车试验的次数，缩短开发时间。1硬件在环仿真基本原理硬件在环仿真系统是由处理器模板与外围1/()板通过ISA总线构成的多处理器系统。处理器Z间的数据传输速率达到lGb/s以上。光纤或共享内存实现处理器之间的数据交换功能，用户根据自己的测试需求对硬件在环

4、仿真系统结构进行自定义，构建合适的仿真系统实现相应的功能。硬件在环仿真系统一共有以下两种形式：①虚拟控制器+实际对象二快速控制原型仿真。②实际控制器+虚拟对象二硬件在回路仿真系统。硬件在环仿真系统主要由三部分组成：实时软件模型，硬件平台，实验管理系统。原理图如图lo2硬件在环仿真平台2.1dSPACE实吋仿真系统dSPACE实时仿真系统是由德国dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及半实物仿真软硬件工作平台，实现了和MATLAB/Simulink/RTW的完全无缝连接°dSPACE实时系统拥有实时性强,可靠性高

5、，扩充性好等优点。dSPACE中的处理器运算性能强大，并且1/()接口十分丰富，用户可根据需耍口行组合；软件环境功能强大而又灵活，提供自动生成代码及调试和下载等一系列的功能，在快速控制原型控制仿真方面，dSPACE允许反复修改模型设计，进行离线及实时仿真，可在设计之初就将错误修正，节省设计费用。使用RCP技术，可以在费用和性能之间进行折衷。通过将快速原型硬件系统和所要控制的实际设备相连接，可以反复研究使用不同传感器及驱动机构时系统的性能特征。而且，还可以利用旁路技术将原型控制单元或控制器集成于开发过程中，从而逐步完成从原型控制器到产品型控制器的顺

6、利转换。在硬件在回路仿真方面，dSPACE平台可以实现对控制器的极限测试，失效测试。2.2RT-LAB实时仿真系统RT-LAB是加拿大名为Opal-RT公司推出的一款工业级的系统实时仿真平台软件包。该平台能在短时间内以较低的成本建立实时系统动态模型，简化工程系统的设计过程，具有灵活、高效、可测量等优势。RT-LAB完全集成MATLAB/Simulink和MATRIXx/SystemBuild,已有的动态系RT-LAB所用；采用分布式处理的专业化块设计；且该平台使用户能方便地将目标模型分割为几个子系统，便于并行处理，集成丰富的第三方代码库；提供丰富

7、的应用程序编程接口，便于用户开发自定义应用；使用LabVIEW等工具可以创建定制的功能和测试界面；支持1000余种I/O设备，提供高度优化的硬件实时调度程序。2.3NI硬件在环仿真平台NI开发的硬件在环仿真平台帮助用户节省了在汽车研发到生产各个阶段耗费的时间和成本。凭借业内领先的I/O、灵活现成的硬件、强大高效的LabVIEW开发环境，用户可以创建各种应用的解决方案。NI开发了基于PXI实时控制器的硬件在环仿真方案。PXI全称为面向仪器系统的PCI扩展，结合了PCI的电气总线特性和通用计算机强大的功能和高性价比，提供了一种高性能、低成本的虚拟仪器

8、测试方案。仿真模型建立在PXI实时控制器之中，NI提供FPGA模块以适应更高动态性能和更高精度的模型应用需求。NI硬件在环仿真平台具有开