Come garantire l'affidabilità del controllore – Introduzione alla piattaforma di simulazione hardware-in-the-loop (HIL)-2

02 Quali sono i vantaggi della piattaforma HIL?

Dal momento che i test possono essere eseguiti su veicoli reali, perché utilizzare la piattaforma HIL per i test?

Risparmio sui costi:
L'utilizzo della piattaforma HIL può ridurre tempi, manodopera e costi finanziari. L'esecuzione di test su strade pubbliche o chiuse al traffico spesso comporta spese significative. Il tempo e i costi associati alla modifica o alla riparazione di hardware e software sui veicoli di prova non devono essere sottovalutati. I test sui veicoli reali richiedono la presenza di più tecnici (assemblatori, conducenti, ingegneri elettrici, ecc.) per gestire eventuali problemi che si presentano durante i test. Grazie ai test sulla piattaforma HIL, la maggior parte dei contenuti del test può essere completata in laboratorio e l'interfaccia utente della piattaforma HIL consente la modifica in tempo reale di vari parametri dell'oggetto controllato senza la necessità di complesse operazioni di smontaggio e rimontaggio del veicolo.

Riduzione del rischio:
Durante la validazione di veicoli reali, sussistono rischi di incidenti stradali, scosse elettriche e guasti meccanici quando si verificano condizioni pericolose ed estreme. L'utilizzo della piattaforma HIL per questi test può proteggere efficacemente personale e proprietà, contribuire a testare in modo completo la stabilità e la sicurezza del sistema in condizioni estreme e dimostrare chiari vantaggi nello sviluppo o nell'aggiornamento dei controller.

Sviluppo sincronizzato:
Durante lo sviluppo di un nuovo progetto, il controller e l'oggetto controllato vengono spesso sviluppati simultaneamente. Tuttavia, se non è disponibile alcun oggetto controllato, il test del controller può iniziare solo dopo il completamento dello sviluppo dell'oggetto controllato. Se è disponibile una piattaforma HIL, questa può simulare l'oggetto controllato, consentendo di procedere con il test del controller.

Gestione specifica dei guasti:
Durante i test sui veicoli reali, è spesso difficile riprodurre determinati guasti, come danni hardware o cortocircuiti, e possono esserci rischi associati. Utilizzando l'interfaccia operativa della piattaforma HIL, è possibile riprodurre guasti singoli o multipli, consentendo di testare in modo efficiente il modo in cui il controller gestisce vari tipi di guasti.

03 Come eseguire i test sulla piattaforma HIL?

Configurazione della piattaforma:
La configurazione della piattaforma include la creazione di piattaforme software e hardware. Per i test sui veicoli, la piattaforma software prevede la creazione di modelli di scenari di test, modelli di simulazione per sensori e modelli di dinamica del veicolo, nonché software di gestione dei test. La configurazione della piattaforma hardware richiede cabinet di simulazione in tempo reale, schede di interfaccia I/O, simulatori di sensori, ecc. La selezione dei componenti della piattaforma hardware si basa principalmente sulle scelte di mercato, poiché lo sviluppo autonomo può essere impegnativo.

Integrazione HIL:
Selezionare gli strumenti di test appropriati in base ai requisiti e creare un ambiente di test idoneo. Quindi, combinare i modelli di algoritmi partecipanti con l'ambiente di test per formare un sistema a circuito chiuso. Tuttavia, sul mercato è disponibile una varietà di strumenti di test, di diversi produttori, con standard e dati di interfaccia diversi rispetto al controllore in fase di test, rendendo l'integrazione piuttosto complessa.

Scenari di prova:
Gli scenari di test devono coprire la maggior parte dei casi d'uso e considerare anche condizioni non riproducibili. I segnali dei sensori devono essere coerenti con le situazioni reali. L'accuratezza e la completezza dei test sono indicatori importanti dell'efficacia dei test HIL.

Riepilogo del test:
Il riepilogo del test dovrebbe includere: 1. Ambiente di test, durata del test, contenuto del test e personale coinvolto; 2. Statistiche e analisi dei problemi riscontrati durante il test, riepilogo dei problemi irrisolti; 3. Report di test e invio dei risultati. I test HIL sono generalmente automatizzati, richiedendo solo il completamento della configurazione e l'attesa del completamento del test, il che contribuisce a migliorare l'efficienza dei test e a garantire la coerenza.

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