HIL测试概念说明

该控制系统不是连接到舰上的实际设备，而是连接到具有复杂的舰船及其设备模型的HIL模拟器。这样可以对控制系统功能和故障处理进行系统和全面的测试，而不会对人员、设备或环境造成风险。

HIL测试的概念

控制系统通过一组输入/输出(I/O)信号与血管系统交互。输入由测量动态状态和参数的传感器以及操作站和其他控制系统提供。控制系统根据控制系统的输入和内部模型，计算输出到执行器的控制信号。

HIL测试通过将控制系统及其操作站与周围环境隔离，并将所有实际I/O替换为来自HIL模拟器的实时模拟I/O来完成。HIL模拟器模拟船舶、船舶系统和环境，以逼真的方式响应来自控制系统的命令，并提供真实和一致的测量结果。在HIL模拟器中，控制系统无法感知真实世界和虚拟世界之间的任何差异。因此，HIL模拟器有助于在正常和非设计操作条件下对控制系统设计理念、功能、性能和故障处理能力进行系统测试。

事实

• HIL模拟器包括执行器、动力学和传感器的复杂数学模型
• HIL模拟器为控制系统构成了一个“虚拟世界”
• HIL测试是在一个安全的试验台进行的，对人、设备或环境没有风险
• HIL测试是黑盒测试
• 通过HIL测试不会暴露源代码
• HIL测试是汽车和航空航天工业控制系统软件的事实上的行业标准
• 每艘船的设备和配置都是独一无二的，这增加了出错的可能性

黑盒

在HIL测试中，控制系统被视为一个黑盒。系统供应商不公开他们的任何源代码，因为控制系统内部工作的第一手知识是不需要的。测试用例和验收标准基于功能描述、用户手册、类规则和条例，以及行业标准。

最佳实践

在汽车、航空电子和航空航天工业中，HIL测试已被确立为满足性能和可靠性要求的最佳实践。电子控制单元(ecu)的全面HIL测试由汽车制造商及其供应商共同完成。达到必要的安全水平和避免车辆召回活动被认为是至关重要的。ECU的例子包括ESP、ABS、巡航控制、自动四轮驱动、燃油喷射、点火和涡轮增压器控制。在航天工业中，NASA已在其独立验证与验证(IV&V)设施中广泛使用HIL测试，用于测试航天器上的关键任务软件组件。在航空航天工业中，HIL测试已用于未来作战系统和联合攻击战斗机等项目。我们的PMS-HIL模拟器和一些故障模式的例子: