半实物仿真定制平台——HilWorks

● 半实物仿真定制平台——HilWorks

半实物仿真及硬件在回路系统仿真平台

仿真测试验证及故障模拟注入平台HILworks主要面向航空、航天、船舶、电子、兵器、汽车等领域的科研单位、高校和企业，是一套综合了仿真、测试、故障模拟、故障注入、及故障诊断专家系统等功能于一体的综合系统平台。主要功能包括： 

• Rapid Prototyping 快速原型 
• Processor-In-The-Loop 处理器在回路仿真测试 
• Hardware-In-The-Loop 硬件在回路仿真测试 
• Fault-Injection 故障模拟及注入

 

● HILworks概述

 

上图是一般系统仿真测试的流程图。在系统的设计阶段，大多利用计算机进行数学仿真实验，这样修改、变换模型比较方便和经济。在部件研制阶段，用已研制的实际部件或子系统去代替部分计算机仿真模型进行半实物仿真实验，以提高仿真实验的可信度。在系统研制阶段，则进行半实物仿真实验，以修改各部件或子系统的结构和参数。在个别情况下，可进行全物理的仿真实验，这时计算机仿真模型全部被物理模型或实物所代替。由图可以看出，在复杂系统设计中，除了前期的数学仿真过程，没有使用半实物仿真技术，在后面的部件研制，子系统研制及系统研制阶段都大量使用半实物仿真测试技术。

● HILworks平台系统结构

HILworks系统平台其采用常用的C/S结构如图所示：

HILworks平台核心为采用COTS结构的硬件系统，硬件系统采用运算能力强的CPU进行实时运算，用户最终生成的正常模式/故障模式代码就运行在此硬件系统上，为保证系统实时性，软件采用嵌入式实时操作系统VxWorks。 HILworks平台主控计算机运行matlab/Simulink及HILworks平台配置和监控软件，帮助用户简化开放过程，提高开发效率。主控计算机通过串口线和网线与HILworks平台硬件系统连接，串口负责监视仿真机的输出，以太网进行实时配置和监控。

● HILworks平台特点

开放性及扩展性

HILworks平台采用COTS（Commercial-off-the-shelf商业现货）架构，在市场上随时可以买到现货，购置，维修，替换和升级非常方便。

HILworks平台的操作系统采用VxWorks和Windows，建模工具支持Matlab和C/C++。

HILworks采用的软硬件架构保证系统具有良好的开放性和扩展性，用户可以灵活选择配置信号类型、通道数量、信号速率、精度等，并可随应用的变换进行调整，在技术条件允许情况下，用户可以集成专用信号卡到Ilworks平台中。

实时性

HILworks平台采用嵌入式实时操作系统vxWorks，是平台实时性的强有力保障，VxWorks实时性非常好，其系统本身的开销很小，任务调度、任务间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效，它们造成的延迟很短，使同样的硬件配置能满足更强的实时性要求。

定制性

HILworks半实物仿真平台是自研产品，平台可根据不同的需求定制为专业系统仿真、测试、验证、故障模拟及注入平台。

丰富IO和总线支持

HILworks平台根据实际需求cpu可以选择X86或PowerPC，支持VME、CPCI、PCI总线，提供以下类型的IO模块的支持： 

• A/D模块 
• D/A 模块 
• DIO模块 
• Timer定时器模块 
• CAN总线模块 
• Serial 串口通讯模块 
• ARINC429,1553B总线模块 
• 实时反射内存传输模块

易用的管理软件

HILworks平台提供一套简单易用的配置管理软件，对工程定制平台进行控制管理，软件主要具备以下功能： 

• 目标机管理 
• 过程控制管理 
• 参数配置管理 
• 变量曲线、图表显示 
• 参数在线修改 
• 数据存储、后处理