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硬件在环(HIL)仿真应用中的 LabVIEW FPGA 硬件在环(HIL)仿真可以对虚拟运行环境中的设备进行非常逼真的模拟。一个典型的HIL 系统包括用于从控制系统接收数据的传感器、用于发送数据的传动器、一个用于处理数据的 控制器、一个人机界面(HMI)以及一个开发后仿真分析平台。National Instruments 公司通过 其创新的低成本模块化硬件和软件平台帮助工程师和科学家设计并建立自己的 HIL 系统。 NI 的R 系列可重新配置型输入/输出硬件和LabVIEW FPGA 软件模块为HIL 提供了更高性 能的平台。 本文简要介绍了经过改进的NI 平台如何帮助您快速设计和配置您自己的HIL 系统。 目录： • 简介 • HIL 概述 • 用NI 产品建立您自己的HIL 系统 • NI 帮助Woodward Governor 公司成功实施HIL • 结论 简介 嵌入式控制系统在控制典型机械系统中的不同组件时发挥了重要的作用。以小型无人驾 驶飞机的自动导航装置的设计为例。设计中的一个微小错误可能导致价值2 亿美元的飞机在 传统测试中坠毁。在实际测试之前进行系统的软件模拟通常都没有多大意义，因为它不能与 实际上的模拟和数字信号实时运行。这一难题使得HIL 仿真成为了在最终运用之前对嵌入式 控制系统进行测试的标准方法。 HIL 仿真可以对虚拟运行环境中的设备进行非常逼真的模拟。一个典型的HIL 系统包括 用于从控制系统接收数据的传感器、用于发送数据的传动器、一个用于处理数据的控制器、 一个人机界面(HMI)以及一个开发后仿真分析平台。National Instruments 公司通过其创新的 低成本模块化硬件和软件平台帮助工程师和科学家设计并建立自己的HIL 系统。 NI 的R 系 列可重新配置型输入/输出硬件和LabVIEW FPGA 软件模块为HIL 提供了更高性能的平台。 HIL 概述 ☆设计周期中的HIL 传统测试方法，即静态测试，通过提供已知输入和测量输出对特定组件的功能进行测试。 目前公司都面临着将产品更快推向市场和缩短设计周期的压力，这引发了市场对于动态测试 58 （动态测试在组件以实际或模拟形式参与整个系统共同运行的情况下对其进行测试）的需 求。出于成本和安全考虑，相对于在实际系统中测试每一个组件， 用实时硬件对系统其它 部分进行模拟是较好的方法。与静态测试相比，动态测试的测试条件更为广泛。采用此方法 进行动态测试被称作硬件在环(HIL)模拟。 HIL 是设计周期不可分割的一部分。下面的图1 显示了汽车、航空和国防工业常用的嵌 入式控制系统的设计周期。 图中文字： system definition －系统定义 control design －控制设计 rapid prototyping －快速建模 hardware-in-the-loop