车辆综合的半实物仿真平台解决方案设计设计

车辆综合半实物仿真平台解决方案

车辆综合电子电气系统涉及到电子、总线、控制、人机交互等多个领域，功能复杂，研制难度大，研制单位往往缺乏系统级的验证平台。本方案依托国内外先进的开发工具（Tesis、Altia）以及自主研发的软硬件系统（HiGale），采用基于模型的设计理念，构建了车辆综合半实物仿真实验室，能够高效的解决用户复杂的电子系统仿真和测试的问题。

平台技术挑战

为车辆综合电子系统提供半实物仿真验证环境，以适应不同型号不同研制周期的综合电子系统设计验证、功能验证及性能测试的需要。平台建设的主要挑战如下：

•完整实现虚拟车辆动力传动系统、控制系统、车辆电器及防护系统四大系统的实时模型•通过真实物理信号实现虚拟车辆系统与综电系统的信号交换

•系统具备故障注入功能，实现综电系统的故障注入测试及诊断功能测试

•实现系统的友好人机交互、自动测试以及虚拟车辆运动三维及乘员视景

•实现车际通讯指挥控制的仿真测试

平台解决方案

车辆综合半实物仿真平台按功能可划分为仿真控制中心、虚拟车辆、信号适配及故障注入系统、人在环系统四大部分。

在以上四大系统开发建设中，包含了很多先进的工具、开发流程及恒润多年积累的核心技术，主要包括：高性能仿真机系统、定制的硬件系统、定制模型开发、先进的人机交互终端解决方案、三维视景软件、实验管理系统软件等。

•仿真控制中心

仿真控制中心为半实物仿真平台的管理中心，负责提供人机交互界面、电源管理、系统管理及仿真过程管理，可将仿真数据生成三维实时动画软件，并通过显示设备给予实验人员真实被控系统运动情况显示。

•虚拟车辆

虚拟车辆为仿真平台的核心，提供基于实时仿真计算机系统的动力系统、武器系统、电器系统、防护系统、环境系统的实时模型，并连接各种真实电器设备，包括控制开关、电控单元及各类执行设备，为电子控制系统提供了闭环测试环境、各类负载及显示环境。

♦虚拟实时仿真系统

虚拟实时仿真系统采用了国外仿真机和恒润自主研发的实时仿真机HiGale。其中，HiGale实时仿真系统基于高实时性、高可靠性的操作系统，提供了兵器行业专用的板卡，同时能够实现自动化测试的功能。

♦实时车辆仿真模型

实时车辆仿真模型是整个半实物仿真系统的核心，依靠先进的建模方法和丰富的建模经验，搭建了装甲车辆模型、伺服电机系统模型、武器系统模型以及三防系统模型。

•信号适配及故障注入系统

信号适配及故障注入设备是半实物仿真系统与测试环境间的接口，不但提供了各种输入/输出信号的调理、负载模拟功能，同时也提供了进行常见电气故障注入的功能以及用于系

统检测和调试的断线测试单元。此平台中提供了装甲车辆传感器信号调理系统、总线信号调理系统、控制系统故障注入系统以及负载仿真系统，同时为控制系统的电源测试提供了相应解决方案，可以模拟各种电源工况，对控制系统进行测试。

硬件系统均采用载板加子板的模块化结构，具有很好的通用性和扩展性。同时提供系统配置软件，可在线配置硬件系统，系统灵活性高。硬件系统还具有故障记录功能、方便用户检查测试过程状态。

•人在环系统

人在环系统提供了模拟操控终端，在该环境中，可以使用真实的操控台（操纵杆、驾驶台、显示终端），可以实现人在环的仿真测试，即使在无人在环的情况下，也能够完成各类操作，并将操作信号通过内部互联总线发送给各终端显示设备。

平台建设收益

车辆综合电子半实物仿真平台针对车辆综合电子系统的特点，利用了最先进的数字建模和仿真技术，采用部分车辆综合电子系统的实物，构造出一套完整的虚拟车辆仿真平台。平台以车辆数学模型为核心，兼容目前主流的总线格式（CAN、FlexRay及1394等），具有

良好适应性，可以满足车辆综合电子系统的不同研制阶段、不同型号的研制需求。

该仿真平台可以支持车辆综合电子系统的前期总体方案快速原型验证、子系统或部件级的快速原型验证和硬件在环仿真、人在环仿真验证、子系统或部件级的功能测试等，达到了车辆综合电子半实物仿真平台建设的预期目标。