基于Veristand的硬件在环测试系统设计

目前汽车测试的应用越来越广泛,电子控制的系统设计也更加复杂,导致汽车电控单元的开发周期持续增长。硬件在环技术用于控制器开发的V模式中,能够有效缩短开发周期,提出一种基于Veristand的硬件在环测试系统。首先对电子控制单元(ECU)硬件在环技术的基本原理进行阐述;然后具体描述硬件在环的Veristand系统流程和模型构建的方法;最后开展关于ECU硬件在环的发动机台架测试,证明了所提方案的可行性。     

硬件在环测试台模拟车辆电池的电压分布

驾驶辅助系统不仅是为了辅助驾驶员进行一般的驾驶活动,而且要能在关键情况下接管驾驶。使用原型车进行试驾是测试该系统最现实的方式,试驾可使驾驶辅助系统暴露在各种实际环境下,从而检查其可靠性。由于带有原型的测试驱动器成本很高,而且难以完全相同方式复制驾驶活动,因此在系统开发和测试过程中经常使用硬件在环（HiL）测试台。HiL测试台不仅提供相关硬件,还可以为这些被测系统（SUT）提供模拟环境。在实际车辆的试驾过程中,由于不同的环境影响,电气系统的电压会发生变化,这些变化是基于不断变化的电气负载影响。目前,车辆电气系统的电压变化无法在硬件在环测试台上模拟。为了确定电压变化的原因和潜在现象,需要对实际试驾记录数据进行检查,以了解潜在现象。然后将这些结果用于推导唯象激励,该唯象激励可用于模拟测试台上的真实电压曲线。本文分析了车辆测量结果,目的是找出车载电压长期和短期热变化的可能原因,提出一种在HiL测试台上进行虚拟测试驱动的情况下真实模拟电压变化的方法。     

无人车硬件在环虚拟测试系统设计与验证

为了解决在验证无人车的智能行为时,实地道路测试中面临的诸多问题,如费时、经济性差、道路环境要求高,以及易受天气环境的影响等.通过设计无人车硬件在环虚拟测试系统以及虚拟现实的方式对无人车的智能行为进行测试,该系统包括虚拟交通环境、道路模拟、车辆动力学以及模拟车载传感器的感知4个部分,可满足在无人车测试时对不同的交通状况、...     

基于点源模型的螺旋桨负载噪声频域预报

在点源模型基础上,将旋转力源离散为均匀分布在旋转轨迹上的有限个固定偶极源,各偶极源间的时间差转换为对应的相位差,结合边界元方法可以计算任意边界条件下的旋转声源频域负载噪声.以E779A船用侧斜螺旋桨为对象,在稳态流场计算得到验证的基础上,通过瞬态流场数值计算得到了不同时刻螺旋桨表面每个单元对应面力.将旋转面力沿运动轨迹离散后,首先计算了单个桨叶的负载噪声,计算结果同文献值符合较好;然后计算了整桨负载噪声,桨盘面内测点轴频对应的辐射声压最大,轴线方向测点叶频处辐射声压最大,负载噪声在桨轴平面指向性呈类8字形,表现为偶极子声源特性.     

基于LabVIEW的燃料电池硬件在环测试系统

为了自动化测试燃料电池的电性能和效率,基于LabVIEW平台,应用硬件在环(HIL)技术研制了一套燃料电池仿真测试系统.首先根据测试要求设计和搭建了硬件系统;然后在LabVIEW中进行图形化编程,通过系统集成实现了实时信号处理,完成了HIL仿真测试;并将NEDC(new European driving cycle)测试应用于本测试系统.结果显示该系统能够实现不同功率下的仿真测试,并具有良好的操作性和安全性,为燃料电池的开发提供了一种测试手段.     

基于LabVIEW的汽车ABS硬件在环试验

基于LabVIEW RT模块,进行了ABS电控单元开发及硬件在环试验。硬件在环试验有效地解决了软硬件实时运行的问题,能够在线实时调整控制参数,降低了开发周期和成本;试验结果表明,自行开发的ABS电控单元能够有效缩短制动距离,同时,具有较好的方向保持性,为ABS实际控制器的开发奠定了基础。     

基于控制器局域网络总线的发动机电子控制单元硬件在环试验台的通信系统设计

基于J1939协议的控制器局域网(controller area network,CAN)总线通信网络的开发一直是硬件在环通信平台的难点和重点,针对发动机电子控制单元(electronic control unit,ECU)硬件在环仿真平台的通信特点,应用NI VeriStand软件和NI PXI平台的CAN通信模块,构建了一套CAN总线通信网络。平台依据CAN2.0B规范并结合J1939高层协议构建硬件在环通信网络,实现ECU与上位机和组合仪表的CAN数据交互。试验台构建一套完整发动机CAN总线通信网络,完成发动机ECU硬件在环CAN总线信息收发解析、数据记录及组合仪表实时显示。     

飞机发动机模拟负载装置的控制系统设计

采用MCGS作为人机界面和S7SMART PLC作为主控单元设计了飞机发动机模拟负载装置的控制系统,实验结果证明,该系统响应速度快、超调量小、控制精度高,能够较准确地模拟出整个起动过程中起动电流的变化过程。     

基于xPC的电池管理系统硬件在环测试研究

介绍了一种基于xPC目标的电池管理系统硬件在环测试平台,采用MATLAB/Simulink 及RT-lab工具箱完成了整车、动力蓄电池相应的模拟信号和数字信号的产生、转换以及发送和接收,采用Labview软件完成了上位机用户测试界面的开发.使用表明,该平台可有效地测试电池管理系统的各种功能及其工作可靠性.     

基于xPC系统的硬件在环仿真平台研究

该文以Mathwork公司设计的MATLAB/Simulink Real-Time软件为实时仿真环境,以xPC双机仿真系统作为实时仿真硬件开发平台,提供了一种可以用于硬件在环仿真研究的平台方案,该方案使用目标机实时内核运行仿真模型,从而对外部控制系统中控制策略进行测试。同时,利用北京华海科技公司研制的Rapid-ECU作为外部控制系统,对试验平台的实时数据交换功能进行了验证,验证结果表明,外部控制系统可以与目标机之间完成实时通信,且无数据丢失与延迟。该硬件在环仿真平台为半实物仿真研究提供了思路。     

基于FPGA硬件的彩色图像恢复系统设计

为实现数字图像的实时处理,在FPGA上应用硬件描述语言实现功能模块的方法,利用FPGA技术,在数码摄影系统前端对Bayer格式图像进行实时彩色复原,并对系统进行调试.选用四合一简单算法处理Bayer图像,使其恢复成全彩色图像,并用MATLAB软件先验证算法的正确性与可靠性,最后在ISE上进行工程仿真.仿真实验表明,系统工作实时、正确、可靠.     

线控转向系统路感模拟及硬件在环仿真试验

线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,需要对路感进行模拟设计。文章通过分析路感的影响因素,对路感进行了设计;基于LabVIEW PXI平台搭建了线控转向系统路感模拟硬件在环仿真平台,选取双纽线试验和中心区特性试验进行了硬件在环仿真试验。试验结果表明,该文提出的路感模拟方法能够给驾驶员提供良好的路感,满足汽车低速行驶时转向轻便和高速行驶时路感清晰的要求,搭建的硬件在环仿真平台可以方便地用于线控转向系统的研发。     

减振器硬件在环实验台构建

指出了传统减振器试验台在车辆动力学仿真中所存在的不足之处,提出了利用硬件在环的方式来实现对减振器的评价和基于整车性能的减振器匹配,描述了在环系统软硬件的详细构成以及各部分的数据交换关系.利用PID控制原理实现了对试验台的精确控制,并结合1/4车辆模型进行了硬件在环的仿真.本试验台亦可以作为车辆控制系统的快速原型平台使用.     

基于现场可编程门阵列的电机控制器硬件在环测试

为实现电机控制器算法验证,提出了一种基于半实物仿真的新能源汽车电机控制器的测试平台设计方法.首先,在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型及故障诊断算法模型,并将代码下载到数字信号处理(digital signal process,DSP)电机控制板中.其次,搭建逆变器、永磁同步电机模型并下载到现场可编程门列阵(field programmable gate array,FPGA)板卡运行,连接DSP对电机控制算法进行测试.永磁同步电机模型可以作为该仿真平台中的电机模型,既可以是基于d-q 变换的永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)模型,也可以是基于有限元分析(finite element analysis,FEA)的PMSM模型.在硬件在环(hardware-in-loop,HIL)仿真平台上测试了控制器基本功能及逆变器开路和短路等故障模式,验证了控制器控制功能以及故障检测算法的可行性可见HIL仿真平台对电机控制器故障测试具有重要意义.     

基于神经网络算法的电熔镁控制硬件系统设计

电熔镁炉是一个具有较强非线性、时变性和强耦合性的被控对象,目前普遍采用的是两点式单电极调节方式。本文针对提出的基于神经网络控制思想的电熔镁控制系统进行了硬件系统设计,完成了三相统筹和集散控制硬件平台架构。     

基于DSP的演化硬件独立演化系统设计

演化硬件由于具有自组织、自适应、自修复的特点而在航空航天等尖端领域有广泛的应用前景.国内对模拟型演化硬件的研究大多采用仿真研究,演化速度慢且不适合多细胞演化.本文设计了一种基于DSP的可扩展的独立演化系统,实现了演化硬件自动、高速的内部演化.     

基于OpenFOAM的螺旋桨紧急倒车工况数值模拟

螺旋桨在紧急倒车工况下的水动力特性与船舶的紧急制动能力密切相关并直接影响船舶的航行安全性.基于开源计算流体动力学平台OpenFOAM中的雷诺平均求解器对螺旋桨在紧急倒车工况下的水动力特性及绕流场开展数值研究.以5叶螺旋桨DTMB4381模型为研究对象,对其正车前进以及紧急倒车工况进行数值模拟.通过与国际上公开的模型试验结果进行对比,验证了所采用的数值方法在预报螺旋桨不同工况下水动力性能方面的有效性.基于数值模拟获得的水动力载荷及流场信息,探讨了紧急倒车工况下局部绕流场特征随进速变化的规律及其与螺旋桨整体水动力特性之间的关系,为船舶紧急倒车制动能力评估提供了理论依据.     

考虑螺旋桨负载的液压推进器动力学响应分析

为了研究作业型遥控水下机器人(ROV)的运动控制和液压推进器系统的动力学响应特性,提出了一种考虑螺旋桨动态负载特性的液压马达的流量、压力、扭矩、转速和螺旋桨的转矩、推力的迭代求解方法,建立了一种伺服阀控制液压推进器动力学系统的仿真模型.通过数值仿真,分析了不同水流进速时液压马达及螺旋桨的动态响应过程及特点,比较了不同控制电压下螺旋桨的推力输出响应,得到了液压推进器的控制电压和实际推力之间的关系曲线.这种推进器的建模和仿真方法对水下机器人和过驱动船舶的运动控制和推力分配策略的研究具有较高的指导意义和工程价值.     

基于实时仿真硬件在环的光伏逆变控制器参数辨识

为准确获取光伏逆变控制器参数,在仿真中实现对光伏系统的精确建模,以便正确分析光伏并网系统的动态性能。提出了一种基于实时仿真硬件在环测试的光伏逆变控制器参数辨识方法。该方法采用基于粒子群算法的dq轴参数解耦辨识策略,通过搭建光伏逆变控制器-实时仿真硬件在环测试平台,将测得多种工况下光伏逆变器的响应数据作为实测数据。利用快速原型控制器(rapid prototyping controller, RCP)对所提出辨识策略准确性进行验证后,利用平台对实际控制器进行硬件在环实验,并依据辨识结果在Simulink中建立仿真模型与实测数据对比。结果表明:所提辨识方法正确性及有效性,可以满足电力系统暂态仿真需求。     

基于CAN网络的混合动力汽车硬件在环仿真平台

建立基于多xPC-Target系统的混合动力汽车硬件分布式实时在环仿真平台.通过CAN网络将2个xPC-Target双机系统组合而成.2个xPC-Target双机系统各自运行混合动力汽车各个功能模块的仿真模型,实现数据采集、处理及计算.使用多个xPC-Target系统能够有效分担仿真硬件设备的计算量,有利于提高仿真模型复杂度,提高仿真精度.由CAN网络实现2个xPC-Target系统间的通信.对xPC-Target的性能进行了测试,对CAN通信的时延进行了测试.在所构建的仿真平台上进行的计算验证了仿真平台的可靠性.