硬件在環測試系統的案例
DNV GL和ContiOcean上海匯舸啟動船用廢氣凈化系統硬件在環（HIL）測試合作
“我們很高興為致力于在海事行業提供高質量和可靠洗滌塔的上海匯舸提供HIL測試服務。 通過利用基于模擬器的測試而不是實際系統的物理測試，使得數字孿生技術得以現實應用。利用標準的HIL測試工作，我們還可以為洗滌塔供應商的服務工程師和船上船員提供量身定制的數字化培訓模擬器。”DNV GL大中華區技術中心總經理陸福凱/Mr.FalkRothe表示。
“國際海事組織的法規旨在限制船舶運營中有害物質排放到空氣和水中。 為應對這一要求，許多船東選擇安裝洗滌塔，繼而降低船上安裝洗滌塔過程中帶來的風險對他們來說尤其重要，因為國內的洗滌塔供應商常常面臨著證明其產品集成到船上系統的功能性的挑戰，HIL測試是確保高質量控制系統的一個非常好的途徑，并有利于各方。”DNV GL認證業務商務經理陳建新先生表示。
與ContiOcean上海匯舸在HIL測試方面的合作涵蓋了一系列船舶，雙方都期待著在這個項目和未來的長期開展友好的合作。
關于HiL（硬件在環）測試
采用硬件在環（HIL）技術對控制系統軟件進行驗證和測試將減少軟件帶來的問題，從而實現更安全，更可靠的自動化系統和更短的調試時間。到目前為止，我們只對洗滌塔進行Scheme B測試，這需要整個系統在船上進行測試。但是，船東/船廠在海上試航期間將對順利按時交付有著巨大壓力。 這就是為什么他們希望提前進行模擬測試的原因。HIL測試將在FAT（工廠驗收測試）期間進行，該工具也可用于培訓船員。任何控制系統都可以進行HIL測試，例如洗滌塔，選擇性催化還原系統（SCR），LNG雙燃料，能源管理系統，壓載水處理系統等。
通過在供應商的場所將模擬器連接到目標控制系統來執行洗滌塔 HIL測試，從而可以在受控環境中進行測試。HIL仿真器通過模擬必要的執行器，動態反應和各類傳感器，充當控制系統的虛擬控制目標。
展開 汽車硬件在環（HIL）之車身電子測試解析
測試軟件與工具鏈
仿真軟件：MATLAB/Simulink（建模）、dSPACE TargetLink（代碼生成）、vEOS（實時仿真平臺）；
自動化測試工具：LabVIEW（腳本編寫）、CANoe（總線分析與測試用例管理）；
故障注入工具：使用軟件直接修改仿真模型參數（如將車窗電機阻力設為異常值），或通過硬件板卡強制注入短路 / 開路信號。
四、車身電子 HIL 測試的行業應用案例
BCM 測試優化：
問題：實車測試中發現冬季低溫下車窗升降卡頓，排查耗時 2 個月；
HIL 方案：在臺架中模擬 - 25℃環境，注入玻璃導軌結冰導致的摩擦阻力模型，發現 BCM 未啟用低溫模式下的電機扭矩補償策略，48 小時內定位問題并優化參數。
新能源汽車燈光節能測試：
需求：降低電動車夜間燈光功耗以延長續航；
HIL 方案：通過仿真不同路況（城市道路、高速）的照明需求，優化大燈亮度動態調節邏輯，最終實現功耗降低 12%，同時滿足 ECE R123 燈光標準。
五、慧通測控汽車硬件在環車身電子測試設備
車窗升降耐久測試設備：可用于車身電子中車窗控制系統的測試，通過模擬車窗的反復升降動作，檢測車窗電機、控制器以及相關機械部件的耐久性，確保車窗系統在長期使用過程中的可靠性。
連接器類測試設備：汽車車身電子系統中有大量連接器，該公司的全自動插拔力試驗機可模擬實際使用環境中連接器的插拔過程，精確測量插拔力、插拔次數、接觸電阻等關鍵參數，以評估連接器的可靠性、耐用性和穩定性，可用于車身電子系統中連接器的耐久性測試，模擬不同路況下的插拔操作，為汽車廠商提供改進設計和材料選擇的依據。
展開 汽車高精度衛星導航硬件在環HiL測試怎么做？
SMW200A或SMBV100B都可單臺儀表實現多頻信號產生，如下圖所示，通過SMBV100B實現L1/L2/L5任意頻率組合方式的測試框圖：
圖5：雙頻(L1+L2/L5)接收機或多頻（L1+L2+L5）測試框圖
載波相位實時動態差分接收機RTK測試
載波相位動態實時接收機RTK：Real - Time Kinematic。是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，將基準站采集的載波相位發給用戶接收機，進行求差解算坐標。
此類接收機，本身就是具備高精度定位功能，大多數都會采用雙頻/多頻接收機的定位方式，目的是提高定位精度。同時，在校正數據的傳輸過程中，有私有網絡和公有網絡，私有網絡主要是通過ASK/FSK/WLAN的通信方式，大多工作在ISM頻段，如433MHz。公有網絡大多是基于運營商的移動通信網絡，如：GSM、LTE等。其測試框圖如下：
圖6：DNSS/RTK接收機測試框圖
汽車導航硬件在環HiL測試
硬件在環是一種測試方法，其中，被測設備或系統（DUT或SUT）被嵌入到模擬器系統中，該模擬器系統主要實時地模擬設備或系統的真實環境，允許在閉環中實時評估其在整個系統中的性能。HIL測試中的一部分是GNSS衛星信號的仿真。為此，使用了GNSS模擬器，例如R&S SMBVB或SMW，如下圖所示：
圖7：GNSS硬件在環HiL測試框圖
所有R＆S GNSS模擬器都可以實時進行遠程控制，可以集成到動態HIL環境中。
展開 自動駕駛 | Ansys AVxcelerate Sensors利用NI-RDMA進行硬件在環（HiL）測試
讓自動駕駛感知更清晰的強大組合
Ansys AVxcelerate Sensors仿真軟件、NI硬件和基于融合以太網鏈路的RDMA可創建與物理世界的連接或環路，使OEM廠商能夠在實際車輛上放置傳感器，以進行進一步測試和驗證。通過這種閉環解決方案，客戶可以將虛擬原型如何與運行感知算法的硬件和實時系統進行交互可視化，并進行分析與驗證。該解決方案增強了測試環境和接口功能，包含完整的操作系統、應用堆棧和硬件，并且，還可以擴展以重放測試，通過測試感知算法和充分激勵高級駕駛輔助系統（ADAS）ECU，將仿真數據與記錄的真實世界數據進行比較和對比。
Ansys與NI的合作有助于提升車輛感知技術的精準度，幫助汽車企業在研發過程中快速、安全地掌握相關技術，從而獲得顯著優勢。
展開 
淺析駕駛輔助系統硬件在環仿真技術
對智能汽車的駕駛輔助系統提升安全性能的需求不斷提高，多傳感器信息融合是駕駛輔助系統的應用趨勢，硬件在環仿真測試平臺能對駕駛輔助系統安全性進行深度測試。通過分析汽車典型駕駛輔助系統主要傳感器構成和傳感器仿真特點，介紹先進的駕駛輔助系統硬件在環仿真測試平臺構架。根據未來汽車多傳感器融合環境感知發展趨勢，總結未來自動駕駛汽車硬件在環仿真測試評價技術存在的挑戰和發展方向，為行業應用提供參考。
先進駕駛員輔助系統（ADAS）可以協助駕駛員提高行車安全性和駕駛舒適性，被認為是提升出行效率、解決交通事故頻發問題的有效措施。駕駛輔助系統依靠傳感器采集車輛行駛四周的環境，并根據環境目標威脅而作出橫向、縱向控制，可有效降低道路交通事故發生的概率。傳統的場地測試是以假人、假車、環境模擬器等測試設備構建有限測試場景，測試決策控制算法的合理性和控制算法與車輛匹配的優劣。駕駛輔助系統連續感知、決策、執行，全天候持續運行，傳統測試評價手段已難有效覆蓋自動駕駛新特征。智能駕駛輔助系統在開發的過程中，每一階段功能和性能的測試評價將通過多樣化的試驗結果相互組合印證，需要進行實車道路測試、公開道路測試，功能安全測試、信息安全測試、仿真測試等，硬件在環仿真測試平臺是智能網聯汽車“V”型開發過程中不可缺少的工具鏈。
駕駛輔助系統功能及傳感器原理
駕駛輔助系統構成和原理
汽車駕駛輔助系統的構成和系統原理，如圖1所示。目前，駕駛輔助系統主要裝備毫米波雷達、攝像頭、360°環視系統、超聲波雷達，實現自動泊車（APA）、自適應巡航（ACC）、緊急制動（AEB）、盲區監測（BSD）、車道保持輔助（LKA）、交通擁堵輔助（TJA）等功能，而激光雷達主要是在更高級別的自動駕駛汽車上裝備。
展開 自動駕駛軟硬件在環系統仿真方案及實踐
來源 | 自動駕駛測試驗證技術創新論壇
自動駕駛軟硬件在環系統仿真方案及實踐
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自動駕駛測試驗證技術創新論壇
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基于PXI和StarSim的含雙饋發電機組的功率硬件在環仿真測試平臺
基于PXI和StarSim的含雙饋發電機組的功率硬件在環仿真測試平臺
一、需求
希望能有一個平臺來研究雙饋風電機組和電網間的互相影響，尤其是有功功率的協調控制。傳統的電力系統動模實驗室不便于更改電網的拓撲，同時做短路等故障試驗也比較危險。但是仿真又存在建模假設比較理想的問題，比如仿真軟件中一般假設電機的磁場是純正弦分布，電力電子器件建模也比較理想。
為此希望搭建一套功率硬件在環的仿真試驗平臺，用以測試雙饋發電機組有功頻率控制器的相關控制性能。功率硬件在環試驗平臺中有實際的物理裝置也有電力系統實時仿真器，它能結合真實物理裝置和實時仿真各自的優點。
二、技術挑戰
搭建功率硬件在環系統需要三個裝置：實時仿真器、實際物理裝置以及連接二者的電壓放大和電流反饋接口。首先，實時仿真器要求能夠模擬仿真一個小型的電力系統，能夠模擬仿真電力系統不同的運行情形，用以測試雙饋風電機組在電力系統不同情形下的運行狀況。第二，實時仿真器和物理系統之間有因為數值仿真、接口電壓放大以及電流反饋等引入的延時，延時的大小會直接影響整個測試平臺的準確性和穩定性，因此實時仿真器的步長應盡可能小，并且也需要盡可能減小接口處的硬件I/O產生的延時。
三、軟硬件平臺
針對應用需求，選擇了National Instruments公司的PXI平臺作為實時仿真器的硬件平臺，PXI是一個工業計算機，它主要是由機箱、控制器（CPU模塊）和各種IO與通信模塊組成。控制器是一個高性能的嵌入式計算機，應用了最新的PC技術，集成最新的主流CPU、內存、硬盤等，可安裝Microsoft操作系統（如Windows2000/XP）或實時操作系統（如LabVIEW Real-Time）。
展開 利用在環技術（XiL）優化轉向系統 ：從虛擬測試到真實性能表現【4月25日直播】
在現代汽車研發中，轉向系統對于車輛的安全、性能以及用戶體驗起著至關重要的作用。工程師們在集成線控轉向等前沿技術的同時，必須確保轉向系統具備精確的操控性和靈敏的響應能力。
在這場60分鐘的免費網絡研討會上，來自 VI-grade 的專家將展示在環技術（XiL，包括模型在環、軟件在環和硬件在環）如何實現虛擬測試、加速研發進程并優化轉向系統的性能。
??主要議題及要點
1??掌握轉向在環技術（軟件在環和硬件在環）：學習如何開發和驗證高級轉向系統，包括與多種轉向技術的兼容性以及實時參數調整。
2??從數字孿生到實際驗證：探索 VI-grade 公司的虛擬環境、數字孿生技術和測試自動化如何加速轉向系統從概念設計到最終確認的研發進程。
3??線控轉向系統的集成與測試：了解線控轉向系統在硬件在環應用中的集成過程，包括客戶實際使用案例以及借助 VI-grade 公司的仿真平臺進行的系統級驗證。
利用在環技術（XiL）優化轉向系統—— 從虛擬測試到真實性能表現
直播時間：4月25日 15:00
直播講師：周光磊
VI-grade中國區應用工程師，從事車輛動力學仿真及駕駛模擬器應用技術支持工作，熟悉駕駛模擬器在車輛動力學、智能駕駛等領域的應用。
從事整車性能開發、車輛動力學、底盤電子、ADAS系統開發與測試、注重用戶感受的工程師和行業研究人員，想要掌握最新技術？就在4月25日 15:00！！！
展開 智能座艙仿真測試解決方案
本測試解決方案具備如下特點：
??智能座艙車內外動態驗證環境仿真，滿足閉環與體驗需求
??多種人機交互與圖像獲取手段，覆蓋各類智能座艙接口
??開發性集成和擴展模式，支持測試體系集成與設備擴展
??支持硬件在環與各類軟件自動化測試框架，滿足開發與驗收測試
??滿足與各類硬件在環測試系統聯合，構成綜合性仿真驗證
??支持面向 SOA 框架的“云、管、端”座艙功能驗證
步進電機開環伺服系統解析，開環步進伺服系統的工作原理
[導讀] 步進電機伺服系統是典型的開環控制系統，指令信號是單向流動的。開環系統沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測裝置，其精度主要由步進電機來決定，速度也受到步進電機性能的限制，系統簡單可靠，不需要像閉環伺服系統那樣進行復雜的設計計算與試驗驗證。
步進電機伺服系統是典型的開環控制系統，指令信號是單向流動的。開環系統沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測裝置，其精度主要由步進電機來決定，速度也受到步進電機性能的限制，系統簡單可靠，不需要像閉環伺服系統那樣進行復雜的設計計算與試驗驗證。
步進電動機開環伺服系統由于具有結構簡單、使用維護方便、可靠性高、制造成本低等一系列優點，在中小型機床和速度、精度要求不十分高的場合，得到了廣泛的應用。
1．步進電動機的種類和結構
步進電動機的分類方式很多，根據不同的分類方式，可將步進電動機分為多種類型，如表1所示。
步進電機在結構上分為定子和轉子兩部分，現以圖2所示的反應式三相步進電機為例加以說明。定子上有六個磁極，每個磁極上繞有勵磁繞組，每相對的兩個磁極組成一相，分成A、B、C三相。在定子的每個磁極上開了5個小齒，齒寬相等，齒間夾角是9°。轉子無繞組，它是由帶齒的鐵心做成的。有均勻分布的40個小齒，齒間夾角也是9°。此外，定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯開1/3齒距。
2．步進電動機的工作原理
步進電機是按電磁吸引的原理工作，現以反應式步進電機為例說明其工作原理。反應式步進電機的定子上有磁極，每個磁極上有激磁繞組，轉子無繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對齒的吸合工作。如圖3所示為三相步進電機，定子上有三對磁極，分成A、B、C三相。
步進電機開環伺服系統
開環控制數控機床 如圖1所示
特點：結構簡單，步進驅動、步進電機，無位置速度反饋。
展開 
Adams Real Time 硬件在環解決方案
將車輛動力學模型與底盤穩定性控制器、視覺/距離傳感器或駕駛模擬器（例如 VI-Grade公司的Dim駕駛模擬器）之類的硬件元件進行仿真和測試時，車輛動力學模型的是先決條件。長期以來，MSC Adams 一直是汽車行業頗受青睞的車輛動力學仿真軟件。
如今，借助 Adams Real Time，從 SIL（軟件在環）到 HIL（硬件在環）、ADAS（高級駕駛員輔助系統）應用程序，分析人員都可以重復使用同一個高逼真度離線仿真基礎模型。這種單一工具/單一模型方法不僅有效提高車輛開發效率，縮短開發周期，還可以消除易出錯的不同動力學仿真軟件之間的模型轉換工作，節省數萬美元的成本。
Adams Real Time 出現之前…
在 Adams Real Time 出現之前，Adams Car 用戶需要將 Adams 模型轉換成第三方模型，然后才能進行硬件在環（HIL）仿真和測試。這一工作流程存在三個缺點：
1. 必須使用兩種不同的工具來創建兩組不同的車輛全尺寸模型；
2. 無法將降階的第三方模型轉換回最初的 Adams 模型；
3. 在某些第三方模型中無法對組件/拓撲結構進行修改。
Adams Real Time 出現之后！
Adams Real Time 出現之后，工程師們便可將同一個 Adams 模型同時用于高逼真度仿真和實時分析。將兩套模型合二為一，可大幅減少進行模型轉換所需的工作量，從而改善了一致性，并且提高了不同部門之間的工作流程效率。
借助 Adams，以下創新工作就可以運用 Adams Real Time 的強大功能，并在 ADAS 仿真中大顯身手：
1.
展開 新聞 | MSC公司Adams Real Time提供硬件在環仿真解決方案
“Adams 實時仿真的主要價值定位是，保持在同一建模環境的能力，從高保真度的脫機模型向軟件在環（SiL）的轉變，同時同樣的模型的實時仿真版本可以應用于硬件在環（HiL）、駕駛模擬器、高級駕駛員輔助系統（ADAS）等。長期以來我們的客戶非常信賴Adams的計算準確性和可靠性，因此要求我們為Real Time研究提供相同的確定性。這種同一工具/同一模型的方法減少了軟件的運行數量，通過消除在不同工具間轉換模型的時間消耗及出錯可能性，提高了流程的可信度。”
- Peter Dodd，MSC軟件公司系統動力學副總裁
關于MSC Software
MSC軟件公司是全球十大原創軟件公司之一，同時也是通過仿真技術及服務幫助工業企業提高工程水平的領軍者。作為業界值得信賴的合作伙伴，MSC軟件公司致力于協助工業企業提高產品質量、縮短產品周期、降低產品設計及測試成本。科研院所的研究人員以及高校學生同樣通過MSC的技術擴展自身知識面，同時增強對仿真技術的理解。MSC軟件擁有1300多名員工，分布于全球20多個國家。關于MSC軟件產品和服務的更多信息，請訪問：www.mscsoftware.com 。
MSC軟件公司商標：Simulating Reality、MSC Nastran、Adams、Actran、Digimat、Dytran、Easy5、Marc、Patran、MSC、MasterKey、MasterKey Plus、MaterialCenter、SimDesigner、SimManager、Simufact Additive, Simufact Forming、 Simufact Welding和SimXpert均是MSC軟件公司和/或其子公司在美國和/或其他國家商標。NASTRAN是NASA的注冊商標。
展開 經緯恒潤TestHouse為車企提供更多選擇
三電動力在環仿真測試實驗室測試能力包括新能源車輛三電系統軟件功能測試、故障診斷測試、整車動力性測試、整車能量管理測試等。該實驗室除了支持用戶租用外，也將技術遷移，已為國內重點高校創新中心、國家級智能網聯測試中心、國內主流整車廠、造車新勢力等多個用戶成功交付該系統。
▎智能駕駛仿真測試實驗室
為提高智能駕駛算法開發效率，經緯恒潤基于INTEWORK、ModelBase系列工具創建了智能駕駛云仿真實驗室。該實驗室包含云服務器、仿真引擎、車輛動力學模型等各類基礎設施，并可根據實際測試需求靈活擴容，支持上千并發。實驗室始建于2022年，現有工作人員12名，人員經驗豐富，具備單部件以及整車級軟件在環測試能力，同時結合多年測試經驗積累的數萬條智能駕駛場景庫，提高智能駕駛測試效率。在云仿真測試結束后，對于關鍵工況，還提供了硬件在環測試系統，能夠針對智駕域控做進一步驗證。
經緯恒潤是目前國內少數能夠實現覆蓋智能駕駛電子產品、研發服務及解決方案、高級別智能駕駛整體解決方案，能夠提供智能駕駛全棧式解決方案的供應商。未來，經緯恒潤將緊跟汽車行業發展大勢，堅持自主創新，努力為國內外客戶提供優質的產品和服務，為汽車行業的發展貢獻自己的一份力量！
展開 RVS—面向目標硬件的軟件性能測試工具
其顯著特點如下：
? 對于收集目標代碼覆蓋度只需較低的開銷
? 支持功能安全標準（ISO26262和DO-178B/C）的覆蓋度指標要求
? 支持覆蓋水平的標準，包括Function Coverage、Statement Coverage、Decision/branch Coverage、Modification condition/Decision Coverage等
? 支持多核系統的覆蓋度測試
? 提供多種便捷操作，提升測試效率
? 提供不同顆粒度的自動插裝選擇
? 支持 C、C++、Ada 語言，兼容主流編譯器
嵌入式軟件任務調度和事件分析工具—RapiTask
針對復雜的嵌入式系統，RapiTask能可視化軟件任務調度和事件跟蹤。用戶在使用復雜調度行為（如多核、多線程）的嵌入式系統時，RapiTask可幫助解決可能面臨的挑戰。其顯著特點如下：
? 自動獲取任務/中斷調度級別的時間性能指標
? 定位罕見的時序錯誤問題，比如競態條件、死鎖、優先級倒置
? 定位多任務和多核平臺的系統容量和負載問題，消除系統集成風險
? 驗證系統的時序行為，與RapiTime聯用能夠獲取更加詳細的時序分析結果
? 獨立于目標系統，能夠適應不同的目標板及不同的實時操作系統
高速海量測試數據記錄儀—RTBx
RTBx是一款高速海量測試數據記錄儀。通過連接目標硬件平臺的輸出端口，收集目標運行的時間戳數據和插樁點標識符。
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