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

02 Quali sono i vantaggi della piattaforma HIL?

Dato 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 strade chiuse richiede spesso spese significative. Non vanno trascurati i tempi e i costi legati alla modifica o alla riparazione dell’hardware e del software sui veicoli di prova. I test sui veicoli reali richiedono che più tecnici (assemblatori, conducenti, ingegneri elettrici, ecc.) siano pronti a gestire eventuali problemi che si presentano durante i test. Con i test della piattaforma HIL, la maggior parte del contenuto del test può essere completato 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 ingombranti lavori di smontaggio e rimontaggio del veicolo.

Riduzione del rischio:
Durante la validazione del veicolo reale, ci sono 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 il personale e la proprietà, contribuire a test completi della stabilità e della sicurezza del sistema in condizioni estreme e dimostrare chiari vantaggi nello sviluppo o negli aggiornamenti dei controller.

Sviluppo sincronizzato:
Durante lo sviluppo di un nuovo progetto, il controller e l'oggetto controllato vengono spesso sviluppati contemporaneamente. 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, può simulare l'oggetto controllato, consentendo di procedere al test del controller.

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

03 Come condurre i test della piattaforma HIL?

Configurazione della piattaforma:
La configurazione della piattaforma include la creazione di piattaforme sia software che 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 dei veicoli, nonché software di gestione dei test. La configurazione della piattaforma hardware richiede armadi 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 personale può essere impegnativo.

Integrazione HIL:
Selezionare gli strumenti di test appropriati in base ai requisiti e creare un ambiente di test adatto. Quindi combina 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 controller da testare, il che rende l’integrazione alquanto 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 del mondo reale. 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 i test, riepilogo dei problemi irrisolti; 3. Rapporti di prova e presentazione dei risultati. Il test HIL è generalmente automatizzato e richiede solo il completamento della configurazione e l'attesa del completamento del test, il che aiuta a migliorare l'efficienza del test e a garantire la coerenza.

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