仿真测试技术分享与案例精讲 - archive.ednchina.comarchive.ednchina.com/webcast.ednchina.com/zh_CN/STATIC/PDF/pansino... · 仿真测试技术分享与案例精讲 泛华技术总师宫晨

仿真测试技术分享与案例精讲泛华技术总师宫晨

1

3

“V模式”开发模式

半实物仿真案例分享

2 HIL技术解构

介绍议程

传统开发模式简介需求分析

硬件设计/制作

硬件调试

软件设计/制作

软件调试

最终产品

出错

出错

传统产品开发模式是以“瀑布”式开发模式为代表的串行开发模式，该

开发过程工作模式简单，任务划分协调以及人员安排比较容易，适合于

早期简单的产品开发过程。

传统产品开发模式存在以下较大的问题：

各流程之间设计的资料和数据的交流以文档形式为基础

控制软件由软件设计师根据技术设计文档手工编写

开发过程中，设计环节与测试环节彼此分离

问题集中在调试过程中体现，不利于错误定位

测试结果与设计不相符，必须重新进行整个开发过程系统调试

出错

“V”模式开发过程简介

分析设计

产品代码生成硬件制作

系统测试

RCP快速原型 HIL硬件在环

功能设计与离线仿真根据需求分析建立可执行控制算法的框图和流程图；功能定义建立被控对象的功能模型对整个功能设计进行离线仿真分析

快速控制原型（RCP）利用硬件实时系统和离线控制算法搭建控制器原理样机对控制算法进行实际运行条件下的验证；快速迭代迅速开发最适合被控对象或环境的控制算法

目标产品生成将之前验证过的控制算法模型自动转换为产品代码，将快速原型过程和硬件在环测试过程无缝衔接起来保证验证算法模型和产品代码之前的一致性

硬件在环仿真（HIL）对目标产品进行全面测试，特别是故障和极限环境测试。在实验环境下用事先确定的测试条件对目标产品进行反复测试，测试结果具有很好的可记录性和可复现性

系统参数标定和系统测试在“V”模式开发的指导下，参数标定和修正是贯穿始终的。在离线仿真阶段和快速原型设计阶段就可以进行初步的标定工作，减少后期标定的工作量

设计

验证

调整

MIL

被控对象模型

控制算法模型

RC

P真实对象

控制器原型

HIL

被控对象模型

真实控制器

标定与匹配

真实被控对象

真实控制器

“RCP”快速原型设计

LAN

PWM

数字IO

模拟输出

模拟输入

CAN

硬件接口 外部环境

真实被控对象

对象仿真模型

环境仿真模型

在“V”模式开发中，方案设计结束后，利用计算机辅助设计工具自动将控制方案框图转换为代码并自动下载到硬件开发平台，从而快速实现控制系统的原型。原型中包括实际系统中可能的各种I\O，软件及硬件中断等实时特性。之后，就可以利用计算机辅助试验测试管理工具软件进行各种测试，以检验（Validation）控制方案对实际对象的控制效果并在线优化控制参数。此时即使模型需要大规模修改，重新形成测试原型也只需要几分钟的时间。这样在最终实现控制方案之前，就可基本确认最终方案和效果，避免过多的资源浪费和时间消耗。

“HIL”硬件在环仿真有了产品初样，还必须对其进行全面的综合测试，以对照确认（Verification）产品与实际指标要求，特别是故障情况和极限条件下的测试。但如果用实际的物件进行测试，很多环境条件无法实现的，抑或要付出高昂的代价。现代开发方法中计算机辅助设计工具将再次发挥作用，可以用硬件在环仿真的方法和工具进行各种条件下的测试，特别是故障和极限条件下的测试。这是传统开发方法所不具备的。如果产品样机在HIL仿真阶段运行良好，就可以在实际系统中对其进行测试。

设定值 误差控制器输出

在环仿真控制系统

反馈

被控对象/环境模型

Hardware In Loop

模型实时执行环境提供数学模型实时运行环境；兼容主流商用模型；保证数据吞吐量；逻辑推演；接口匹配；仿真流程执行

设定值 误差控制器输出

在环仿真控制系统

反馈

被控对象/环境模型

直观便捷的人机交互界面直观形象的体现仿真过程和结果；提供足够灵活的配置接口；方便的仿真流程定义；提供人工数据注入接口

通用标准的信号连接接口提供足够丰富的信号接口类型；通用标准的连接接口；支持多次插拔和换件需要；保证信号连接质量丰富易扩展的硬件平台

模块化硬件平台提供丰富的硬件货架设备；平台易扩展信号类型易扩充；较宽的信号传输带宽；系统拓扑结构易扩展

“HIL”硬件在环技术解构

“HIL”硬件在环仿真硬件平台选择

10000 1000 100 10 1 0.1

10000

1000

100

10

1

增加的带宽

减少的延迟

传输延迟 (μs)

最大带宽

(MB

/s)

IEEE 1394a

Gigabit Ethernet

USB 1.1 GPIB (488.1)

USB 2.0

Fast Ethernet VME/VXI

PCI/PXI (32/33)

PCI Express (x4)

GPIB (HS 488)

更好 最好好

PXI/PXIe总线：

•具有更高带宽和更低传输延迟，满足

硬件在环仿真大数据量实时传输特性

•丰富的硬件模块，扩展方便

•PXI平台的开放性，易于兼容其他总

线联合构建测试系统

PS系统平台产品 PS PXI-3010/3011 PS PXI-3030/3031 PS PXI-3050/3051

PXI总线类型 PXI PXI PXI

操作系统 / 对象 windows windows/RT windows/RT

LabVIEW RT支持 √ √ √

处理器内核 Intel Atom N270 Intel Core Duo L2400 Intel Corei5 3610ME

CPU时钟频率 1.6GHz 1.66GHz 2.7GHz

标准内存 2G 2G 8G

最大内存 2G 2G 16G

看门狗/触发SMB -- -- --

插槽要求 2 2 3

硬盘 Memory 500G 500G 500G SATA \ 256G SSD

GPIB Interface -- -- --

串口 (RS232) √ √ √

并口 -- -- --

USB端口 4 4 4

以太网口 1 1 2

操作温度 0-55°C 0-55°C 0-55°C

PS DAQ数据采集平台

1 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100M 1G 10G

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

4

6

分辨率

(Bit

s)频率 (Hz)

3321同步数据采集卡500kS/s，16bit

8通道同步采样3311带隔离同步数采卡

3354 多功能数据采集卡1.25MS/s，18bit

16通道同步采样

3361多功能数据采集卡250kS/s，16bit

16通道同步采样

16通道 8通道

3364 多功能数据采集卡1.25MS/s，18bit

32通道同步采样

32通道

3372高速据采集卡250MS/s，14bit

2通道高速数采卡

3342 动态信号采集卡204.8kS/s，24bit

8通道动态信号采样3346动态信号采集卡2路AI，2路AO

3352示波器\信号源卡

3371高速数采卡10MS/s，16bit

4通道同步采样

PS DAQ数据采集平台

• 达到16-bit 分辨率

• 达到 250MSPS

• 扫描型/同步型

• 达到 18-bit 分辨率

• 达到 2 MSPS

• 达到48路DIO

• 达到4路模拟输出

• 达到 24bit分辨率• 达到204.8kSPS• 提供IEPE激励• 高稳定时基同步

• 达到 64 路DIO• 信号隔离• 提供2路定时计数器

多功能数据采集卡 动态信号采集卡 高速数据采集卡 数字IO卡

“HIL”硬件在环仿真中的通信互联

GPIB

USB

PXI/PXIe

USB

GPIB 串口PXI/PXIe

大数据量实时共享：反射内存卡

综合航电系统：1553B

CAN/CANOpen

MVB

反射内存卡

PS 3550系列板卡基于反射内存技术，通过局域网在互联的计算机间提供高速数据传输与共享。该系列板卡适用于分布式仿真与测试、仿真系统多节点间高带宽数据的交互共享、高速过程控制、高速测试等场合。

智能串口卡

PS PXI-3510智能串口卡是一款基于PXI总线的3U串口通信板卡。提供8路相互独立的异步串口，可按需定制实现最多两路同步串口RS-232通信速率可达250kBit/s；RS-422通信速率可达10MBit/s板载32M的SDRAM，可满足大数据量传输

1553B通信卡

PS PMC-3530S 是依据MIL-STD-1553B 航电总线通信协议的一款基于PMC总线的单通道1553B 通信卡

多功能CAN卡

PS PXI-3528 是一款基于PXI 的CAN 总线通信卡，最多可提供8 通道相互隔离的CAN 总线，通信速率软件可设，最大支持1Mbps，终端电阻可通过软件控制是否接入。兼容各种CAN 电平标准协议芯片，工作稳定可靠

通信互联类产品PS Link

硬件在环仿真系统软件功能解析

仿真系统平台软件

•地址映射硬件在环仿真过程一般都是由“简”入“难”的，随着产品仿真和设计过程的不断迭代，会逐渐的完善系统中的模型，或者是在真实物件和仿真模型之间进行过渡。那么，在完善或替换过程中需要进行模型之间、模型与设备之间的数据连接过程，这对于仿真系统平台软件是必不可缺的功能之一。•总线通信总线通信模块采用独特的驱动中间层的设计思想，将各种驱动分类打包，再根据不同的差异性分不同的模块调用，对于每种总线硬件的实时任务允许随时调用并开启独立任务•设备驱动管理对于在环仿真系统来说，会存在大量的、支持多种信号交互的设备。作为负责在环仿真平台正常运行的系统软件来说需要具备设备驱动管理功能。一方面，允许用户操作设备库对系统配置硬件进行升级和替换，另一方面设备管理线程来负责根据不同的采集任务调用相应的设备采集线程来完成交互

•模型执行模型执行过程是硬件在环仿真过程虚拟真实世界的主要部分，存在很强的实时性要求，并且需要能够提供很好的扩展性以便更换模型。在环仿真平台通过“模型引擎”的模式管理并负责仿真模型的执行。•流程配置真实世界事情的发生总是有时序的，映射到在环仿真平台中时，需要平台能够提供仿真流程编辑的能力，从而可以根据不同仿真阶段和仿真任务制定合适的仿真流程•结果呈现结果呈现环节为整个在环仿真过程的终点，通过形象的仿真结果呈现能够帮助用户直观的分析仿真结果，直接影响仿真系统的实用性。硬件在环仿真平台需要根据应用的不同领域和仿真目的，提供丰富多样的结果呈现形式。

地址映射 总线通信 设备驱动管理

结果呈现 流程配置 模型执行

“HIL”硬件在环仿真实时性要求

测试端 被测对象

数据获取&逻辑数据发送仿真算法

毫秒级/秒级步长Windows仿真系统

数据获取&逻辑数据发送仿真算法

微秒级/毫秒级步长实时仿真系统

数据获取&数据发送无步长概念

数据采集控制系统

数据获取无步长概念数据采集系统

数据获取&逻辑数据发送仿真算法

微秒级/毫秒级步长FPGA硬件仿真系统

HMI Windows模型环境 真实控制器

无明显实时性要求的典型系统

HMI Windows系统上位机 真实控制器

有实时性要求的典型系统

RT系统模型系统

HMI Windows系统上位机 真实控制器

有强实时性要求的典型系统

RT系统模型系统 数字信号处理

X-IDE

Join The X Family

.i

X-IDE

业务分解

系统硬件管理

系统模型管理

仿真数据监控

测试序列管理

依赖文件管理

• 工具集（Tools…）

– 变量管理工具

– 总线协议分析工具

– 报告模板设计工具

– 模型编译下载工具

– 数据文件浏览工具

X-IDE仿真软件介绍

数据映射 数据引擎 采集引擎 算法设计

执行脚本 图形设计 离线分析

状态管理

X – IDEVersion 1.0

X-IDE硬件支持

人性化 专业 高效 便捷

X-Advisor（设备专家向导）是X-Designer的一个配置数据采集任务的组件，该软件将数据采集任务分解为若干子任务，分别进行设置和设计。

软件支持硬件设备自识别，辅以庞大的专家数据库，在系统配置的时候给出合理的模型，减少出错的几率。

快捷有效地设计数据采集任务，无需熟悉板卡的底层，只需要配置与采集相关的概念参数即可完成多板卡同步采集任务的设计。

自动采用最优的同步方式来同步相关设备，完成采集任务。

X-IDE模型环境

模型载入 模型建模 接口匹配

以连线的方式建立模型与模型之间、模型与硬件接口之间的数据传递关系

创建中间变量承载输入输出数据完成数据交互

支持Visual C++ C#生成的*.dll文件形式模型。支持Matlab Simulink® 、AMESim® 生成的*.dll文件模型。支持LabVIEW生成的vi文件形式模型

开始

DAQ引

擎线

程调

用AC

TS线

程

按照

输入

参数

完成

任务

配置

等待

命令

(DAQ

引擎

线程

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调用

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命令

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返回

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硬件

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开始

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返回

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状态

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硬件

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停止

返回

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状态

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DAQ

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所有

硬件

任务

停止

返回

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状态

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DAQ

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p Co

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支持流程图形式建立对象模型连线定义跳转方向，可以编辑逻辑算式编写脚本定义系统时序

支持实时操作系统的远程模型部署！

X-IDE数据入库

针对行业列式存储技术以及基于php的实时数据终端入库与冗余技术。

波形图、表格与自定义界面相结合的数据显示功能。

基于数据库实现，方便针对TDM功能进行扩展。

X-IDE界面显示

“HIL”硬件在环仿真中的海量互联

∙ 非常有限的连线空间

∙ 高风险的串扰及其它噪声问题

∙ 电缆的捆绑和本身重量容易导致连接器损坏。

∙ 每次打开接收器，信号电气特性很可能被改变。

传统的信号连接方式

“HIL”硬件在环仿真中的海量互联

Mac Panel SCOUT架构--保证信号连接的可靠性

硬件在环仿真案例经验分享

高速动车组制动系统仿真平台

•EBCU是微机制动控制及车轮防滑保护电子单元，是气制动控制的核心部分，它通过MVB(多功能列车总线)接收各种与制动有关的信号（制动指令信号、电制动实际值信号、载荷信号等），由EBCU的主板MB（相当于CPU）根据所接收的信号计算出当时所需要的制动力值，并将其传送给气制动控制单元PBCU。•同时EBCU还实时监控每个轮对的速度，所需要的轮对速度的实际值由速度传感器)获得，速度信号传至EBCU，EBCU对各轮对的速度差和减速度进行监测。一旦任一轮对发生滑行，能迅速向该轮轴的防滑阀发出指令，开通制动缸与大气的通路，使制动缸迅速排气，以减少气制动力

制动微机控制单元EBCU

• 本系统应用于高速动车组制动系统的硬件在环仿真（HIL）测试，平台针对EBCU进行电气特性、内部逻辑等的测试，为此以EBCU为核心搭建整套的列车制动信号仿真环路，在此环路中仿真了包括TCU、PBCU在内的电气和气路环境，实现对列车制动系统的模拟。

目标

• 制动系统的控制中枢（EBCU），负责以通讯代码和硬件I/O的方式接收数据、进行仲裁、发出制动控制指令；• 制动系统的主要被控对象（目标机所运行的制动气路模型），负责接收来自EBCU的控制指令，产生气路和关联电路的阀体状态、气压信息和传感器信号；

• 制动系统的电气回路（通过PLC模拟），负责监测列车上的电气运行情况，进行电气方面的故障响应和安全保护；

• 仿真平台的控制中枢（主控机），负责仿真指令的仲裁、仿真数据的分析处理、数据的通信、数据的路由。

主要功能

高速动车组制动系统仿真平台

EBCU

BCU模型机

中继阀 空重车阀

紧急阀 空电转换阀

信号映射机

I/O/MVB

反射内存

主控计算机

硬件驱动数据对应用户界面数采任务数据通讯数据存储数据回放

PXI目标机

模型引擎数采任务数据通讯

PLC

硬线连接，I/O口直通

EBCU

测试目标

数采卡

数采卡

MVB通信卡

PLC通讯卡

数采卡通道：模拟4路速度信号（频率）来自TCU

MVB总线：TCU其它信号

EBCU->目标机：提供给模型中各种执行部件的控制信号；

目标机->EBCU：模型中反馈给EBCU的信号

MPI：司控台按钮信号，安全环路开关和继电器状态信号

AMESim模型

动车组制动系统软件集成测试平台

反射内存数据交换层

反射内存数据交换层

Main Server With Database

HOST with Windows

Monitor

RT OS

MVB总线 BCU BCU BCU BCU

TCP/IP系统通信网络

移动测试设备

CAN总线监控笔记本

CAN 总线

CAN总线

CAN 总线

CAN 总线

CAN 总

线

XXX-XX动车组制动系统软件集成测试平台，是在完成软件模块测试和软硬件集成测试基础上，通过模拟制动系统电子制动控制单元（EBCU）外部制动环境，进行制动系统单车和列车的软件集成测试，作为发布制动系统软件的必要条件该系统主要由主仿真节点、子仿真节点、测试服务节点以及附属测试设备构成。基于X-IDE实现动车组制动系统软件集成测试平台，对于测试服务节点控制系统中各个组件，并实现对于编辑的测试序列的自动化执行，同时可以分别在主仿真节点、子仿真节点、测试服务节点分别获得不同的控制方式，完成被测BCU的工作监测和控制，实现灵活的测试和验证功能。同时，系统中提供的辅助测试设备，可以协助工程师通过总线诊断、故障注入和信号采集等方式综合评价系统，实现对动车组制动系统的全面研究和测试工作。最后结合当今系统应用预留丰富的数据交换接口和数据库访问处理接口，为系统提供足够的扩展性。•测试服务控制计算机实现配置、管理仿真节点，搭建测试环境，监测、控制主仿真节点和子仿真节点中的所有变量，执行自动化测试，并产生测试报表定制和打印。兼顾对移动测试数据管理和故障注入功能，基于数据库技术实现测试数据管理。•仿真主控制单元控制计算机与仿真计算组成，主要功能运行列车仿真模型，搭建列车总线MVB网络和CAN总线环境；监测、控制主仿真节点中的网络信号变量和自定义变量；提供人机交互界面设置制动环境参数，模拟列车制动工况，实现司控台界面和手动测试功能。•仿真子负载单元控制计算机与仿真计算组成，主要功能运行制动仿真负载，运行单车仿真模型；与EBCU中的控制板卡进行电气信号交互；配置、管理子仿真节点中的仿真负载板卡，搭建子仿真节点测试环境；监测、控制子仿真节点中的信号变量和自定义变量。•系统监控检测设备集监控设备集包含：断线测试设备、CAN总线监控设备、故障注入设备

动车组制动系统软件集成测试平台PS 3550系列板卡基于反射内存技术，通过局域网在互联的计算机间提供高速数据传输与共享。该系列板卡适用于分布式仿真与测试、仿真系统多节点间高带宽数据的交互共享、高速过程控制、高速测试等场合。

•2.5Gbps光纤通道连接•512MB板上DDRII存储器空间•支持中断共享•最多支持128个节点•数据速率最高支持170MB/s•支持环形网络•断网自动恢复及网络初始化•支持多模光纤

PS MDU-3558（反射内存HUB）主要用来组建可靠的反射内存网络。反射内存网络主要由两种拓扑结构：星型拓扑和环型拓扑。简单的环形网络架构具有单节点失效依赖性。而基于HUB 的星型互联架构可以有效避免这一问题，提高了反射内存网络的可靠性和灵活性。MDU-3558 与PXI/PCI-3550搭配使用即可构建可靠的反射内存网络。

动车组制动系统软件集成测试平台-系统软件设计

序号 软件功能单元

1

测试环境管理

仿真负载板卡调试

2 仿真模型管理

3 仿真负载板卡配置

4 仿真节点配置

5 测试环境配置

6 MVB

7

测试过程管理

监控软件

8 司机控制台模拟

9 仿真负载板卡的监测与控制

10 自动化测试

11 测试报告定制

12 测试数据管理

13

测试服务

故障注入

14 移动数据采集设备数据管理

15 其它维护平台运行软件

功能列表 系统软件设计：X-IDE

系统建模仿真业

务

层

硬件管理与检测 数据监控与显示 界面定制与运行 数据监控与显示

测试序列编辑与执行 故障注入 数据采集与回放 协议分析与监控

引

擎

实

现

层

引擎进程管理针对多引擎复杂系统的管理与调度

模型执行引擎 建模工具引擎 测试执行引擎 界面编辑引擎 网络通信引擎 数据库交互引擎 数据交互引擎 协议解析引擎

中

间

层

设

计

系统数据中间层

硬件直接获取数据中间层 总线数据获取/解析数据中间层 网络数据获取/解析数据中间层

底

层

驱

动

NI DAQmx驱动 PS DAQ驱动 NI CAN驱动 MVB驱动 PS 反射内存驱动 PS 定制板卡驱动 PS 移动数据采集驱动

应用于储能系统研究的软件仿真平台以某所正在进行的能量回收项目为目标、以及其离线仿

真的结果，构建了一套包括系统主控及上位机界面、信号采集与处理、电力电子电路以及控制算法在内的硬件在回路仿真系统。

本系统基于LabVIEW FPGA、NI Single-Board RIO GRIC（General Purpose Inverter Controller，通用逆变器控制器）开发板以及Matlab\Simulink模型在LabVIEW FPGA上运行等技术，能够实现电力电子微妙级的闭环控制，为电力电子逆变器控制等算法验证提供了安全可靠的仿真环境。

本系统主要由PXI平台、sbRIO GPIC开发板以及信号转接装置组成。sbRIO作为电力电子控制器，逆变器控制算法运行在sbRIO FPGA上，它采集PXI侧的电网电压和电流，经模型运算后，输出门极控制信号给PXI系统；而PXI模拟控制器的外围模块，包括电池系统模型、电力电子功率变换装置模型、接入电网以及用电负荷模型等，它采集门极控制脉冲信号，经模型运算得到电网侧的电压和电流，并实时地反馈给sbRIO侧，以此来实现电力电子逆变器的闭环控制。

用户可通过上位机软件实时观测PXI侧和sbRIO侧的运行数据，能够完整清晰地掌握闭环控制效果，另外，用户可通过界面设置模型运行参数，比较不同参数下的闭环运行效果，以达到验证电力电子控制算法的目的。

Simulink模型的LabVIEW FPGA转化路线 技术路线

SimulinkLabVIEW

FPGA

PXI FPGA或者sbRIO

FPGA

VHDLVerilog

.lvbitx

Simulink HDL Coder

System Generator IP集成节点

CLIP LabVIEW FPGA Compiler Worker

下载并运行，通过FPGA接口交互

星载控制软件通用自动测试平台

地面站

星载控制计算机AOCC/GNCC

执行器

动力学

敏感器

空间环境

地球、太阳、恒星和磁场的信号

姿态磁场

转矩

故障检出

故障恢复

测量 控制

遥测 遥控

星载控制系统是一个闭环系统，它通常由敏感器、控制器和执行器组成。敏感器通常包含太阳敏感器、地球敏感器、星敏感器、陀螺等。执行器包括推力器、动量轮、磁力矩器、太阳帆板等。控制器包括中央控制单元和执行驱动单元。对于星载控制软件和控制软件测试环境来说，星载控制软件是被测对象，测试平台提供了卫星轨道控制，姿态控制的所需的闭环运行环境。

敏感器执行器

测试控制动力学计算机

动力学计算机输出卫星初始的姿态角和角速度，经坐标变换后转换成与敏感器相对应的角度、角速度，通过接口分别送给姿态传感器或模拟器，控制器收到各敏感器或敏感器模拟器的姿态信息后，经接口电路送星上的星载计算机，星载计算机的应用软件根据控制算法计算出作用在卫星上的控制信号，通过星上的接口电路驱动推进系统和动量轮，使喷管喷气、动量轮转速发生变化，动力学计算机读入喷管产生的推力脉冲和动量轮转速，计算出作用在卫星上的力和力矩，并进行动力学转移运算，算出此时卫星新的姿态参数（偏转角和角速度），再用新的姿态参数送给姿态传感器或模拟器，这样循环往复，构成实时闭环测试。如果测得的姿态参数收敛于设定的初始姿态角和角速度，姿态调整的精度符合设计要求，说明设计正确。

星载控制软件通用自动测试平台

自动测试执行

监控线程

比对线程

执行控制主线程 指令发送线程

监测变量

回执消息 回执消息

指令结构

比对条件

比对结果

变量实时值

绘图线程

最新变量值

绘图条件

回执消息

其他线程(可扩展模块)

报表生成模块执

行结

果

图像

数据池

脚本序列

监控线程：实时从数据库获取相关变量的参数值，同步更新到数据池中；

绘图线程：完成脚本中的“绘制”命令，绘制指定变量的曲线；

指令发送线程：负责向动力学计算机、遥控计算机、1553B计算机发送运行指令；

基于序列顺序的和由参数变化等测试事件触发的执行机制

比对线程：负责数据判读功能，完成执行控制条件的逻辑判断以及预期结果的判定等；

执行控制主线程：载入编译序列，控制各个测试环节和测试资源的调度和管理，并且实时显示运行记录、预期结果显示等；

星载控制软件通用自动测试平台• PS PXI-3354 1.25MSPS 18bit多功能隔离数据采集卡

− 16路模拟输入，18bit，单通道采样率1.25MSPS− 4路模拟输出，16bit，单通道更新速率200kSPS− 16路数字输入输出端口− 2路计数器− 隔离耐压560V

• PS PXI-3530 1553B通信卡

该项目中用于模拟信号采集

该项目中用作1553B通信的BC\RT端

• PS PXI-3060 通用开发载板− 核心FPGA选用Virtex-5系列LX50T或SX95T，提供丰富的逻辑资源− 提供两个SubPORT子卡接口− 每个接口支持38个LVDS（或76个单端IO）以及1个全双工高速串行

接口（最高支持3.125Gbps传输速率）− 板载512MB的高速DDR-II存储器空间− 实时下载更新FPGA程序− 采用子卡内扣方式，节省前面板空间

该项目中用作动力学串口卡和遥测遥控串口卡。其中，动力学串口卡具有同步发送、接收，异步发送、接收的功能；遥测遥控串口卡具有数据发送、同步接收以及自主接收等功能。

AUV分布式仿真系统

以太网

反射内存网络

硬件通讯

仿真管理主机管理PXIe_1#,2#,3#

接口1#管理主机PXIe_4#

接口2#管理主机PXIe_5#

接口3#管理主机PXIe_6#

RFM数据管理主机管理PXIe_7#

数据回放主机

琴台机柜

FTP

PC_1# PC_2# PC_3# PC_4#

PC_5# PC_6#

1#机柜

机柜显示器_1#

PXIe_1#

ACC 5595_1#

PXIe_2#

PXIe_3#

可编程电源_1#

2#机柜

机柜显示器_2#

PXIe_4#

PXIe_7#

ACC 5595_2#

PXIe_5#

PXIe_6#

可编程电源_2#

硬件通讯

视景主机 转台控制主机

PC_7# PC_8#

AUV（Autonomous Underwater Vehicle，自主式水下航行器），在水下通过各类传感器测量信号，经过机载计算机进行处理决策，独立完成各种操作，例如进行水下机动航行，动力定位，信息采集，水下探测等。

AUV设计研制过程中需要进行充分的半实物仿真试验，AUV半实物仿真试验可以仿真产生自航体高精度的姿态、位置、航深信号，为AUV航姿控制系统提供多种特定信息，以验证其工作性能。

泛华测控设计的AUV分布式仿真系统，利用基于PXI 总线技术的嵌入式实时控制器，反射内存模块，通讯模块（串口，CAN），模拟输入输出模块，数字输入输出模块，实现了满足客户需求的分布式AUV半实物仿真平台。该系统特点如下：• 采用主机——目标机架构；• 支持基于以太网架构的分布式仿真节点搭建；• 支持基于反射内存模块的星形网/环网络搭建；• 通过时钟同步模块和PXI架构特点实现各个仿真节点间的同步；• 无缝支持Matlab Simulink仿真建模环境；• 实现模型信道至硬件IO和通讯接口的灵活配置；• 友好的人机交互界面，提供在线标定和监控功能，实现“模型编译——输出定义——模型部署——模型监控”无缝操作；

• 可定制的自定义设备，满足特殊应用的硬件模块扩展。

系统性能：• 系统闭环控制周期：2ms• 系统同步精度：120ns

AUV分布式仿真系统

系统通过3套PXIe硬件系统配合LabVIEW RT操作系统，

构成仿真系统中的模型仿真部分，运行的模型包括水下自航体

模型、浪涌环境模型以及前期替代真实控制器的控制器模型。

通过以太网，与各个工位上位机构成星形以太网网络结

构，工程师可以在不同的工位上完成模型监控、接口数据监控

、设备状态监控以及网络状态监控等。

系统实时存储反射内存网络中传输的数据，并配有数据

备份功能。工程师可以在上位机上实现数据的实时观看以及回

放分析，可以动态的掌握整个仿真过程关键参数的变化。

Pansino-Solutions@2014