裝甲越野車(chē)內(nèi)置系統(tǒng)進(jìn)行仿真和測(cè)試

ITI是全球領(lǐng)先的系統(tǒng)仿真軟件及工程公司之一。SimulationX標(biāo)準(zhǔn)工具用來(lái)評(píng)估技術(shù)系統(tǒng)中所有組件的相互作用，并支持Modelica語(yǔ)言。ITI與全球分公司、分銷(xiāo)商及伙伴共同合作，另外，它也是美國(guó)國(guó)家儀器聯(lián)盟伙伴之一。

TraceTronic提供創(chuàng)新的解決方案、服務(wù)及軟件產(chǎn)品，用于開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)。公司服務(wù)范圍包括了從電子控制單元（ECU）的軟件功能開(kāi)發(fā)和測(cè)試，到HIL系統(tǒng)的全程開(kāi)發(fā)。

開(kāi)發(fā)多用途車(chē)輛的驗(yàn)證框架

為給國(guó)防部門(mén)以及警察和安全部隊(duì)配備更加先進(jìn)的移動(dòng)、模塊化和防護(hù)技術(shù)，Kraus-Maffei Wegmann（KMW）以及其他一些公司接受挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)了新一代裝甲多用途車(chē)輛（AMPV），它們不僅具有良好的移動(dòng)性能，同時(shí)還提供最高水平的防護(hù)。它們使用裝甲鋼和復(fù)合裝甲創(chuàng)造出一種自我支持安全元件，為裝甲車(chē)輛制定了新標(biāo)準(zhǔn)。車(chē)輛超越了目前的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并且重量顯著減輕。車(chē)輛操縱簡(jiǎn)單，其內(nèi)部?jī)?yōu)化人機(jī)界面（HMI），使駕駛員和其他人員能夠?qū)Ｗ⒂谕瓿扇蝿?wù)，從而進(jìn)一步提高了防護(hù)水平。AMPV的駕駛越容易，人員和設(shè)備就越安全。我們與經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件及硬件制造商密切合作，為車(chē)輛內(nèi)置系統(tǒng)制訂了完善的驗(yàn)證策略。

開(kāi)發(fā)組合式HIL試驗(yàn)平臺(tái)

項(xiàng)目從實(shí)現(xiàn)HIL試驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)始。首先，我們分析了客戶(hù)要求和電子控制器單元（ECU）。分析結(jié)果為技術(shù)理念與試驗(yàn)平臺(tái)規(guī)格奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)有HIL仿真器的市場(chǎng)研究表明：目前尚無(wú)關(guān)于靈活性、集成度和價(jià)格方面滿(mǎn)足具體項(xiàng)目要求的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，因此我們基于現(xiàn)有和專(zhuān)用組件開(kāi)發(fā)了一個(gè)自定義系統(tǒng)。

我們選擇NI VeriStand作為實(shí)時(shí)平臺(tái)。此NI解決方案基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硬件，從而我們以非常合理的成本實(shí)現(xiàn)了高性能系統(tǒng)。另外，我們能夠以一種靈活且高性?xún)r(jià)比的方式，根據(jù)不斷增長(zhǎng)的測(cè)試需求擴(kuò)展系統(tǒng)的計(jì)算能力

為了快速計(jì)算實(shí)時(shí)模型，我們選擇了具有兩個(gè)2.53 GHz Intel Xeon處理器的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器。兩個(gè)處理器共有8個(gè)內(nèi)核。目前實(shí)時(shí)模型所導(dǎo)致的相對(duì)較低的負(fù)載提供了足夠的擴(kuò)展能力，甚至不需要升級(jí)硬件。

I/O硬件通過(guò)PXI擴(kuò)展機(jī)箱與PC相連。這只占用了一個(gè)PCI Express插槽，PXI底板提供了足夠數(shù)目的插槽用來(lái)插入其他I/O板。試驗(yàn)平臺(tái)使用NI PXI控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）通信板卡以及模擬和數(shù)字I/O。對(duì)于模擬速度傳感器信號(hào)等嚴(yán)格時(shí)間要求信號(hào)，我們?cè)黾恿艘粋€(gè)NI PXI-7831R現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）模塊。我們使用NI LabVIEW FPGA軟件開(kāi)發(fā)FPGA程序。

另外，我們還選用了一個(gè)集成有故障模擬的信號(hào)調(diào)節(jié)單元，減少了試驗(yàn)臺(tái)復(fù)雜的接線，并且不會(huì)無(wú)故降低信號(hào)質(zhì)量。為了滿(mǎn)足兩種板載電壓電平車(chē)輛的要求，我們?cè)谠囼?yàn)臺(tái)中集成了兩個(gè)可控制電源。顯示器顯示處理器核的當(dāng)前負(fù)載，以及實(shí)時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)模型的相關(guān)信息。

試驗(yàn)平臺(tái)硬件布局

組合式HIL試驗(yàn)臺(tái)的所有組件和接線完全集成在一個(gè)19英寸機(jī)架上。除了驗(yàn)證ECU軟件之外，我們還可以使用試驗(yàn)臺(tái)布局來(lái)測(cè)試小批量模塊系列，例如帶ECU的托架等。由于我們可以將車(chē)輛接線束直接與試驗(yàn)臺(tái)相連接，所以這也被證明可行。

實(shí)時(shí)模型

要求

隨著控制器功能越來(lái)越復(fù)雜，人們對(duì)于實(shí)時(shí)設(shè)備模型在能力和細(xì)節(jié)建模程度方面的要求也越來(lái)越高。特別地，現(xiàn)代車(chē)輛中的激勵(lì)器運(yùn)行時(shí)除了僅僅開(kāi)與關(guān)之外，還越來(lái)越受到制約。為此，我們選用ITI SimulationX。