HIL仿真技术监测和诊断发动机燃烧性能
GT-Suite介绍
GT-SUITE—发动机及整车开发工具GT-SUITE是由GAMMA公司开发的高度集成的发动机+动力系统+车辆仿真平台，其所有模块共享相同的前后处理界面。
其操作简单，界面友好易用，多层级模型管理，实机装配式建模理念。
其自带的模板库十分丰富，涵盖：流体、机械、电、磁、热和控制等各类部件。
针对同一个物理现象，GT-SUITE通常提供了不同层次的物理模型，用户可以根据需要构建不同复杂程度的模型。
同时，GT-SUITE能与STAR-CD、STAR-CCM+、Simulink和modeFRONTIER等第三方软件进行耦合计算。
¾G T-POWER—发动机性能、噪声仿真计算、尾气后处理分析，完整的发动机电子控制功能设计；¾G T-SUITE-MP—发动机/整车多物理现象模拟，具体功能包括以下几个主要方面：车辆动力系统仿真计算，循环工况分析和驱动系统部件动态分析，整车参数和控制策略设计；发动机/整车热管理，冷却系统、润滑系统和空调系统参数设计和响应分析；机舱热管理的准三维分析；发动机燃油供给系统压力和流动的动力学计算，通用液压系统分析；刚性和柔性曲柄连杆机构动力学分析，发动机动平衡，机体振动，轴承油膜分析，悬置布置；配气机构运动学、动力学和摩擦学仿真计算，凸轮轴振动分析，凸轮型线设计；通用多体动力学分析功能，包括了丰富的一维、二维和三维机械运动学、动力学模板；通用的电、磁、控制回路设计与分析；¾G T-SUITE-RT—能轻易实现与多种控制硬件供应商产品实现发动机的硬件在环（HiL）仿真。
GT-SUITE各个模块的功能及应用z GT-POWER产品功能¾性能曲线和燃油经济计算及性能优化；¾燃烧和排放分析，包含HCCI等多种燃烧模型；¾进、排气系统和气门升程曲线和正时的优化设计；¾E GR的分析；¾燃烧室部件热分析；¾排气后处理系统的响应特性分析；¾噪声分析和消声元件的设计；¾多种增压装置的匹配计算及动态响应特性分析；¾发动机实时系统控制仿真；¾1D/3D耦合分析；¾T PA燃烧分析功能，实现模拟计算与测试工程师之间的紧密结合。
航空发动机控制系统的实时仿真技术
航空发动机控制系统的实时仿真技术张天宏【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5页(P26-30)【作者】张天宏【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院【正文语种】中文随着航空发动机技术的发展，其对发动机控制系统的设计要求日益提高。
全权限数字电子控制（Full Authority Digital Electronic Control，FADEC）是现代航空发动机的重要特征之一。
FADEC系统是一种典型的复杂嵌入式控制系统，具有极高的可靠性要求。
航空发动机控制系统设计正面临着控制任务多、复杂度高、难度大且需求多样化的技术挑战，传统的量体裁衣和基于经验的设计流程已经不能适应现代航空发动机控制技术的发展需求，迫切需要采用先进的设计理念和高效的研发手段加以应对。
美国英国等技术先进国家在航空、汽车等复杂嵌入式控制系统研制领域已广泛采用基于模型的设计（Model Based Design, MBD）理念。
所谓MBD是指，在整个控制系统的开发过程中使用系统模型作为载体进行方案评估、验证和目标系统的发布，整个开发流程呈现一种从上至下的技术分解以及从下而上的系统综合过程，即所谓的“V”形体系结构。
与传统的基于经验的设计方法相比，基于模型的设计方法有助于更好地理解备选设计方案和权衡设计要素，从而能够对复杂系统进行高效的优化设计。
设计师采用图形化的工具快速构建各种系统模型，将现有的C代码与标准控制模块库整合，实现基于代码复用的自动代码生成，使嵌入式控制系统设计效率大幅度提高。
基于MBD理念开展复杂嵌入式控制系统研发的必要条件是拥有一种合适的实时仿真平台，这种仿真平台一方面能实时运行控制对象或控制器本身的模型；另一方面要具备与控制器实物或控制对象的信号接口能力。
基于这样的仿真平台可以构建控制器快速原型（RCP），或者开展控制器实物在回路仿真（HIL）[1-2]。
通过实时仿真，能够及时发现各种模型之间的差异，而不需要等到设计周期完成后才发现存在的问题。
EcosimPro多学科系统仿真工具
EcosimPro 多学科系统仿真工具主要应用EcosimPro 是西班牙EAI 公司的0D/1D 多学科系统仿真工具，得到了欧空局（ESA ）的推荐，是ESA 火箭和卫星推进系统和生命保障系统的标准建模工具。
目前EcosimPro 是ESA 指定的航天生态保障系统、环控系统、热控系统、能源系统和推进系统的建模分析工具。
EAI 基于其在动态系统仿真方面的技术积累，在EcosimPro 框架的基础上开发了航空发动机系统分析工具PROOSIS ，并成为欧洲航空业开发新发动机的标准工具。
EcosimPro 已广泛应用于航天、航空、电力、汽车、船舶、工业工程各领域。
上海科梁信息工程股份有限公司与其公司EAI 达成战略合作，共同进行EcosimPro 及PROOSIS 产品中国市场的推广，科梁为客户提供本土化的技术支持服务。
电力领域◆核电站热流系统仿真 ⏹热沉、热平衡计算 ⏹反应堆高温水汽回路性能分析 ⏹控制系统分析 ⏹输电线路分析 ◆火电站热流系统仿真 ⏹混合循环 ⏹系统性能仿真 ◆水电站热流系统仿真 ⏹水电站热平衡◆风能、太阳能电站热流系统仿真 ◆智能电网仿真分析 功能与规格 ●提供便捷的图形化环境进行物理模型的搭建，可用于进行稳态和暂态分析；●能够对任何可以表示为微分代数方程（DAE ）或者常微分方程的动态系统以及离散事件进行建模；●集成了数学、控制、电气、热、机械等多个学科的专业元件库，通过简单的图形化元件拖拽创建多学科耦合的系统模型；●提供丰富的仿真结果图形化显示功能，能够方便的基于模型进行系统设计与分析验证； ●提供面向对象的编程语言EL 进行自定义元件库的建立，易于学习，支持非因果建模； ●系统模型和元件库可以方便地与C++、Excel 、MATLAB/Simulink 双向调用；●软件内核为国际领先的稳态和暂态解算器，强大的解算器能够处理各类线性与非线性动态问题、稳态问题、优化问题、约束求解问题； ●模型可通过S-function 应用到HIL 中。
硬件在环(HIL)技术在动力集成开发中的应用研究
硬件在环(HIL)技术在动力集成开发中的应用研究刘灵【摘要】通过介绍硬件在环(HIL)技术的现状及发展趋势,结合某公司整车开发流程、动力集成能力现状进行了硬件在环技术在动力集成开发中的应用研究,为未来整车项目开发及专业能力建设提供方向.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】4页(P84-87)【关键词】硬件在环技术;动力集成;应用研究【作者】刘灵【作者单位】一汽海马汽车有限公司动力底盘部,海南海口570216【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言在新车型平台搭载新的动力总成研发项目中，动力系统的匹配开发将是决定整车开发是否成功落地非常重要的一环。
在全新的整车开发流程中，必然涉及到动力总成目标的设定、动力总成的选型、动力总成集成(动力性、经济性、排放性能匹配等)、节能零部件应用配置方案选择等工作，在考虑到动力总成匹配的关键节点时又必须要考虑整车的开发流程、整体开发周期及成本。
在整车开发项目中，动力总成的匹配工作覆盖着整个项目开发节点，目前动力总成的开发存在着需要较长的周期和昂贵的研发成本(发动机的选型、变速器速比的选配等)，因此，动力总成的合理匹配是整车开发工作的关键。
如何将整车的性能开发目标分解到动力总成甚至其零部件的性能目标和设计目标上，实现合理的系统匹配；掌握动力总成的匹配及优化方法，通过模拟仿真技术的应用，缩短开发周期、降低开发成本，这些能力对动力集成工程师尤为重要，这也是动力集成工程师提升整车魅力急需攻克的重要课题。
随着计算机技术的快速发展，在动力集成开发中也产生了多种类型模拟仿真技术及方法。
如何更好地应用这些模拟仿真技术，提高仿真精度、扩大验证范围、选择最适合公司研发体系的模拟仿真技术，是目前动力集成工程师急需建立并提升的能力。
硬件在环(Hardware in the Loop,HIL)技术在动力集成开发中的应用是众多新兴仿真技术中较为典型的一项。
奇石乐KiBox燃烧分析仪功能简介
奇石乐燃烧分析仪——KiBox简介一、仪器设备名称: KiBox Combustion AnalysisKiBox燃烧分析系统二、厂商:瑞士奇石乐仪器股份公司Kistler Instrumente AG国别:瑞士Switzerland三、型号: 2893AK1四、技术特点及优势✓KiBox燃烧分析仪可以用于发动机台架标准稳态燃烧分析———燃烧热力学计算、示功图、爆震分析、燃烧噪声分析、压力升高率分析、瞬时放热率和累计放热率分析，并得到峰值压力、压力升高率、燃烧重心、燃烧持续期、平均有效压力、爆震强度、爆震峰值、爆震频率、燃烧循环波动、燃烧温度、发动机循环功及功率、点火正时、喷油始点终点、喷射持续期等发动机燃烧特征参数。
✓KiBox燃烧分析仪可用于发动机高瞬态工况燃烧分析，更可以用于车载燃烧分析，获得真实驾驶条件的燃烧分析和优化结果, 如海拔、沙漠、低温等条件。
✓无需光电编码器，可以将各种车载转角传感器和触发码盘信号转换为精确可靠的曲轴转角信号，并且在高瞬态的发动机工况下利用车载转角信号(e.g. 60-2、60-2-2、60-2-2-2、60-1、36-2、24-1等)获得所需要的 0.1 CA 转角分辨率✓对于磁电传感器系统基于转速进行角度误差的修正，允许对触发信号进行修正(触发信号标定的需要)，实现零相位延迟。
✓智能信号调理模块，自动识别传感器标定数据并导入。
✓提供车辆行驶条件下发动机上止点的确定。
✓同时获得角域和时域数据，并灵活切换。
✓强大的参数配置界面，独立的数据显示。
具有校验输入信号的诊断功能，自动校验参数设置的有效性。
✓基于每循环燃烧分析的操控性试验，比如扭矩响应。
✓实时的每循环燃烧效率和功率信息，例如，MFB50表示了循环间变化对燃油效率的影响；IMEP 涉及到各缸工作的稳定性及缸间平衡程度。
✓缸内压力的上升率表征了NVH质量的变化。
✓发动机起动质量试验：排放、失火、怠速平稳性。
可测试记录发动机启动前30s和发动机停机后30s的数据。
创新项目应用案例集锦
– LabVIEW的人机交互界面设计
• Pioneer Research Project
– 更多本科生参与到LabVIEW相关的 课题项目中
8
暨南大学电子工程系 —生物医电
• 呼吸信号检测与电磁刺激 信号发生系统
– 由呼吸传感器、信号放大器、 数据采集卡、电磁信号发生 器等组成
– 自动检测吸气，呼气的瞬时 时间，实时控制并输出电磁 脉冲信号，刺激人体的胸隔 肌，控制呼吸的节奏
——上海交通大学风电研究中心&上海电气
应用：
通过CompactRIO平台构建1.25MW风电机组的主控制 器，主要实现对I/O端口的数据采集，对风机运 行的控制，用户人机界面功能，以及通信和数据 交互
挑战：
所处的工作环境极为恶劣：控制器置于机舱中，距 离塔底的距离有近百米，机舱内的振动和冲击都 较强，同时控制器工作的环境温度随季节的不同 变化较大
机械本体
工控机系统
四轴运动控制卡
数据采集卡
X轴步腰伺进R服电轴电机步机 进Y电轴大机伺臂服伺电服电机机 小臂伺服电机
驱动驱器动器驱动器 驱动驱器动器
驱动器
驱动部分
手腕电机 驱动器
腰转 电机
M
大臂 电机
M
小臂 电机
M
手腕 电机
M
增量编 码器
限位开关 26
中国象棋机器人 ——北京信息科技大学
• 2008年嵌入式竞赛三等奖 • 采用LabVIEW图形化编程语言，
院校创新项目应用案例集锦
远程实验室/生物医电/ 清洁能源/环境监测/混合动力/机器人与
机械臂/智能车/智能维护系统/ 机器状态监测/结构健康监测/管道安防
汽车英汉对照表7 h-i
汽车中英文对照表7HAA——自动调整多气门间隙的液压自动挺杆HAC——Hill Start Assist Control——上坡辅助控制系统HAS——Horn Activation System——喇叭触发系统HAS——斜坡起步装置HAZ——（电弧焊接时）热影响区HCCI——Homogeneous Charge Compression Igentition——均质混合气压燃；均质充量压燃；均质充气压缩点火；均质混合气压缩着火燃烧；均质充气压燃燃烧；均质充量压缩（燃烧模式）；柴油机预混合燃烧；发动机催化燃烧技术说明：HCCI是一种新型发动机燃烧方式，采用这种方式有可能使发动机在不需要进行尾气后处理的情况下，实现颗粒物质和NOx的零排放。
HCCI的目的是完全消除排气黑烟，NOx降低99%，热效率超过传统柴油机和汽油机。
该思想的主要内容为：在压缩着火前将全部燃料喷入气缸内，快速形成均质稀薄混合气，并将着火点控制在上止点后，从而实现较低缸内压力和温度下的快速燃烧，达到高效清洁的目的。
这种燃烧方式的优点是多点同时着火，燃烧迅速，燃烧温度低。
HCD——Hybrid Control Device——混合式控制装置HCFC——卤化氯氟烃HCU——液压控制单元HCVT——Hydrostatic Continuously Variable Transmission/ Hydrostatic Continuous Variable Transmission——流体静力学无级变速器HCWT——连续小波变换HDA——Hill Descent Assist——陡坡缓降辅助系统HDC——Hill Descent Control————陡坡缓降控制系统；下坡缓降系统；下坡控制系统HDC——Highway Driving Cycle——公路行驶循环HDD——声控导航系统HDDE——重型柴油机HDDV——重型柴油车HDGV——重型汽油车HDLC——High Level Data Link Control——高级数据链路控制HDM——Hydraulically Damped Mount——（用于汽车动力总成支承的）液阻悬置HDR——高动态高精度HDS——Honda Diagnostic System——本田诊断系统HECU——液压控制单元HEMTT——high Extended Mobility Tactical Truck——？HESD——Honda Electronic Steering Damper——本田电子控制转向减振器HEUI——共轨式高压喷油系统HEV——Hybrid Electric Vehicle——混合动力电动汽车HFC——Hydrogen Fuel Cell——氢气燃料电池HFC——宽带混合光纤同轴网HFE——Hydrogen Fueled Engine——氢燃料发动机HFE——Highway Puel Economy——公路行驶燃油经济性HFID——氢火焰离子法HFM——热膜式空气质量流量传感器HFO——重燃料油HFRR——High Frequency Reciprocating Rig——高频往复试验机HGS——液力换档气助力系统HH——Horizontal Harmony——双H水平主轴HH——Hill Holder——（菲亚特）坡起辅助系统HIC——Head Injury Criterion——头部伤害指数HICAS——电动式后轮转向系统HICE——Hydrogen Internal Combustion Engine——氢燃料内燃机HID——High-intensity Discharge——高压气体放电灯；高强度气体放电灯（高亮度投射大灯）；HIDS——HONDA——本田驾驶员智能支持系统HIL——Hard ware-in-the-loop Simulation——硬件在环仿真HIP——热等静压法HIVEC——神经系统模糊逻辑控制HKAA——香港汽车会H-KAT——水解催化器HKTCC——香港房车锦标赛HLDI——Highway Loss Data Institute——美国公路损失统计协会HMI——人机对话界面HMMWV——high Mobility Mutlpurposc Wheeled Vehicle——多用途高机动性四轮驱动车HMS——全能制造系统HPIPEX——硬件管道通信技术HPS——液压功率提供装置HRP——高抗穿透性（汽车玻璃）HRR——Heat Release Rate——放热规律HS——Humidity Sensor——湿度传感器HSA——Hill Start Assist——斜坡起动辅助系统HSB——不对称近光或远光的机动车卤素封闭式前照灯HSD——Hybrid Synergy Drive——混合协同驱动系统（混合动力系统）HSRP——国际合成橡胶生产协会HSS——Hydrogen Storage Alloys——储氢合金HSS——高强度钢HST——Hydro Simulation Technology——水模拟技术HSV——高速数字开关阀HTML——超文本标记语言HTTP——Hyper-Text Transfer Protocol——超级文本传输协议HUD——Head Up Display——超视距抬头显示系统；风挡玻璃影像显示；平视显示器HUM——Honda of the UK Manufacturing Ltd——英国本田制造有限公司HV——Hybrid Vehicle——混合动力汽车HVAC——加热、通风和空调系统HWFET——高速公路燃油经济性测试Hy-Wire——Hydrogen by-wire——氢燃料驱动-线传操控Hy-Wire的转向、加速制动，全部控制功能集于面板两边的手柄上Hy-Wire汽车Hy-wire的线传操纵控制系统底盘线传操纵控制技术（应用于Hy-wire燃料电池概念车）IAA——法兰克福国际车展IACV——怠速空气控制阀IAG——澳大利亚财产保险集团IALA——国际航标协会IAQS——Interior Air Quality System——（VOLVO）车厢内空气品质系统；车厢空气质量保障系统IASCA——国际汽车音响竞赛协会IAT——Intake Air Temperation——进气温度IATF——国际汽车特别工作组；国际汽车行动小组IAT——Intake Air Temperation Sensor——进气温度传感器IBF——Integrate Body-Frame——一（路虎公司）体化底盘车身IC——充气防护帘；电脑感应防侧撞安全气帘；侧撞防护气帘IC——Intelligent Catalyst——智能催化剂ICA——国际铜业协会I.C.Engine——Internal Combustion Engine——内燃机ICFDS——Intelligent Controller For Display System——（特种车辆上采用的）多媒体显示系统中央控制器ICM——防盗控制模块ICM——国际技术形态管理协会ICS——集成控制系统ICTs——信息通讯技术ICU——Immobilizer Control Unit——阻断器控制模块ID——标志符ID——Inflating Devices——气体发生器IDB-C——ITS Data Bus on CAN——以CAN为基础的控制用LAN协议IDI——预燃室式非直喷式柴油机IDIS——Intelligent Driver Information System——智能驾驶信息系统IDM——点火诊断监视器IDP——International Driving Permit——国际驾驶许可；国际驾照IDP——入侵检测防护i-drive——智能操纵系统；（宝马）智能驾驶系统IDS——互动式驾驶系统；交互式驱动系统IDS——Intrusion Detection System——入侵检测系统IDSA——美国工业设计联合会i-DSI——智能双火花塞顺序点火IDSP——自适应悬浮系统IE——Intelligent Engine——智能发动机IEA——国际能源开发署IEC——国际电工委员会IF——Intermittent Failure——间歇性故障IFAC——国际自动控制联盟IGBT——（有完善保护功能大功率）绝缘栅双极性晶体管；绝缘双极晶体管IHC——Integral Handing Control——综合稳定控制系统说明：该系统可以对制动、气门、变速器等进行全面控制，以减少行驶中车辆的晃动。
硬件在环仿真(HIL)：NI领先汽车测试关键之匙
硬件在环仿真（HIL）：NI领先汽车测试关键之匙美国国家仪器有限公司(National Instruments, 简称NI)于日前参加了在上海光大会展中心举办的2015年汽车测试及质量监控博览会。
在此次博览会上，NI联合多家业内合作伙伴，集中展示了NI为汽车行业提供的灵活开放式的测试平台与多样化的解决方案。
2015年是汽车测试及质量监控博览会举办的第十个年头，它已确立为向中国汽车工业展示确保质量、可靠性、耐久性和安全性的各种技术与服务的行业内头号展会。
会上逾280家公司展示了自己的新产品，具体领域包括：发动机/排气测试;车辆动力学测试;材料测试以及碰撞测试等。
NI也借助此次盛会向企业及大众展示了NI 在汽车行业的技术优势与优质解决方案。
据了解，现今几乎所有的汽车OEM与一级供应商在各类测试应用中均有使用或集成了NI产品。
通过为控制、设计和测试提供通用平台，NI 帮助用户节省了在汽车研发到生产各个阶段耗费的成本和时间。
凭借业内领先的I/O、灵活现成的硬件、强大高效的LabVIEW开发环境，用户可以创建适合各种应用的解决方案。
目前NI的产品在汽车行业涉及了车载测试和数据记录、硬件在环仿真、台架测试与控制、快速控制原型、生产线测试、车载信息娱乐系统测试等几大应用。
此次博览会上，NI着重展示了其业内权威的硬件在环仿真(HIL)技术方面的应用。
NI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。
硬件在环HIL仿真技术可以使用NI PXI实时控制器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，配合NI FPGA模块可适应更高动态特性及更高精度的模型应用需求。
NI硬件在环测试平台具有开放的软硬件技术架构，可以减少工程师的开发时间、成本和风险。
在支持第三方硬件和软件建模工具的同时，NI还提供一系列高性能模拟和数字I/O设备，CAN、LIN和FlexRay总线接口，故障注入硬件等硬件，让客户可以高效实现应用。
奇石乐发动机燃烧分析仪说明书
压阻式压力传感器
压阻原理以1954年首次发现的半导体 效应为基础，即在机械应力作用下， 半导体的阻值会发生变化。与传统的 应变仪测量相比，这一发现开拓了全 新的应用领域。从那时起，其他相近 的技术开始出现，如金属薄膜技术和 陶瓷厚膜技术。
开始： – 奇石乐 – 传感器型号 – 版本 – 传感器版本号 – 传感器序号
初始校准： – 工作温度范围 – 初始校准日期 – 初始校准值
再校准： – 参考温度 – 再校准日期 – 再校准值
结尾： – 注释
传感器
密封
连接电缆
传感器、连接电缆和 TEDS 元件
PiezoSmart®适配器
压阻式低压
压电式缸压
PiezoStar®-10 多年来奇石乐在厂内培养高灵 敏和高温稳定的晶体。
2
目录
从晶体到传感器需要 200 道工序
4
奇石乐压力传感器 - 设计的多样化和创新
6
PiezoSmart® 意味着传感器的自动识别
8
技术先驱 - 引导发动机测试技术发展
压电式缸压
PiezoSmart® 传感器
优点概述
● 电荷和电压放大器参数的自动设 置
● 精确压力指示数据测量简便 ● 简化设置过程缩短试验台的测量
准备时间 ● 通过分析系统数据自动交换，简
化测量分析和记录 ● 传感器自动识别技术极大地提高
多通道校准系统的自动化程度
更多关于升级的信息， 请参考第 18 页
TESIS DYNAware-车辆动力学及动力系统实时仿真模型
TESIS DYNAware-车辆动力学及动力系统实时仿真模型德国TESIS公司是专门从事车辆仿真研究工作的高科技公司，长期以来一直为Audi、BMW等整车厂商提供车辆开发所需的仿真模型及工具。
TESIS模型既可以进行离线的仿真，也支持硬件在回路（HIL）仿真的环境下实时运行。
TESIS模型可以为各种车辆，例如轿车、卡车、拖车、农用机械、F1 方程式赛车，以及各种内燃机系统以及混合动力系统仿真提供精确、实用和便利的模型。
TESIS模型主要应用于车辆及其动力单元的控制算法开发和测试、在线诊断(OBD)、控制器和部件的硬件在回路测试，以及与试验车辆的联合测试。
TESIS DYNAware产品组成：•en-DYNA：内燃机实时仿真模型。
主要应用于发动机性能分析，发动机控制单元测试的硬件在回路仿真，控制算法的开发与测试。
•ve-DYNA：车辆动力学实时仿真模型。
主要应用于车辆动力学分析，车辆管理单元控制算法开发与测试，模型可供实时和离线研究使用•Realtime Brake Hydraulics Library：液压制动系统的实时仿真模型TESIS DYNAware产品特点：•半物理模型：综合物理建模和MAP图建模两种方法搭建，既精确仿真实际车辆，又兼顾了模型运行速度的要求，适应了电控系统开发的需求•全参数化模型：模块和参数完全独立，用户可以通过修改参数，方便的将同一模型配置为不同参数的发动机或者车辆•基于MATLAB/Simulink环境：方便扩展和修改，用户可以对模型进行修改和整合已有模型•丰富的外部接口：方便集成第三方软件，如（C，ADAMS）•支持多种硬件平台：ETAS、dSPACE、National Instruments、ADI、Opal-RT、The MathWorks xPC模型介绍1. en-DYNA模型enDYNA主要对发动机的气路、油路、排气系统、燃烧扭矩计算、冷却系统及电器系统进行建模，还包括传动系统、驾驶员、控制单元模型。
发动机NVH测试与分析_ch
鼠 振动加速度
疲劳
鼠 振动速度
鼠 位移
应力
振动
力传感器或应变片
疲劳 视觉检查 (是否已破坏/是否有裂纹?)
接收点 分析
在工作状态下测试得到的结果
工况下的测试结果说明了该型号产品的NVH性能表现 H但是，仅仅有工况下的测试结果，并不能判断出为什么该产品会有这样的NVH性能 测试中出现的噪声峰值到底是由于结构的设计形式不合适所引起的，还是由于这个工况 下的载荷力所造成的？或者是两者都起了作用？
Noise
但是什么是 噪音的根源
所在?
► 振动
► 机械运动
有效的测试方法 系统的测试方法
源 | 传递途径 | 接收点
将噪声，振动，动力性能等表象指标分解 到接收点，传递途径以及源，对测试分析 流程会有很大的帮助。
噪声 = 接收点
燃烧 + 机械运动 =
源
想象一个医生是如何发现一种奇怪的流行性 疾病的。对于疾病的研究，他们首先要：
LMS 国防领域的客户
船舶：
701所 武汉船舶设计研究所 702所 中国船舶科学研究中心(无锡) 703所 哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所 704所 上海船舶设备研究所 705所 西安精密机械研究所 711所 上海船用柴油机研究所 715所 杭州应用声学研究所 719所 武汉第二船舶设计研究所 725所 洛阳船舶材料研究所
汽门落座冲击噪声
活塞摩擦噪声
轴承振动 发动机附机噪声
不平衡惯性力矩
缸体敲击
凸轮轴弯曲振动 发动机表面振动
扭转振动 变速箱噪声
各缸冲击载荷
曲轴弯曲振动
LP发Mre动Sfe机CrrNeAdVEHPPa测rrot试ndeu目rco的tsf Dassault Systèmes
WAVE_介绍
Ricardo软件WAVE—汽车发动机专用的一维空气动力学和热力学仿真分析工具主要内容WAVE简介WAVE 的模块 WAVE Build 3D (WB3D)WAVE Post3D WAVE RT WAVE MesherCAD 转换器WAVEBuildDiesel 3D分布式运行WAVE是什么？●WAVE 是Ricardo公司开发的一款全面的发动机系统一维仿真软件包，可模拟从进气系统到排气系统在内的整个发动机系统，并包含传动系统模块，可进行整车模拟。
❑ WAVE包括以下模块：– WAVEBUILD•直观的2D前处理建模界面– WAVEMESHER•3D前处理界面，可从导入的stl几何文件创建WAVE部件模型•尤其适合带有内部空腔的几何部件，如进排气系统和管道– WAVE SOLVER•WAVE 1D CFD求解器– WAVEPOST•WAVE分析的后处理环境– WNOISE•由WAVE的计算结果分析得到声学特征的后处理求解器•可生成丰富的声学特征图形以及声音文件– WAVEPOST 3D•3D后处理环境，用于分析催化器及WAVE3D的CFD结果❑ WAVE可以和VECTIS, Star-CD, FIRE, Fluent, EASY5,MATLAB, VALDYN联合计算❑WAVE支持分布式计算WAVE 的应用 发动机性能燃烧和排放热分析耦合仿真瞬态分析 声学和噪声 前处理与后处理工具1D-3D 分析 实时分析WAVE的优势●先进，集成的求解方案●快速，高效的分析流程–快速的求解器–3D几何的自动网格划分–直观方便的用户界面–独特的分布式运行选项●符合工业标准认可的商用软件●过去30年中经众多OEM厂商发动机项目验证过的可靠软件●同众多符合工业标准的CFD软件，机械软件和控制软件都有友好的接口●致力于与客户共同发展，在全球范围内提供技术支持–新的功能模块包括•高级的涡轮增压器模块•高级的控制系统模块•实时仿真(WAVE-RT)WAVE用户界面●历史悠久的开发经历确保WAVE有着顶级的用户交互界面●在最近两版的开发中对以下模块进行了显著的改善：●前处理–WaveBuild–WaveMesher–WaveBuild3D●后处理–WavePost–WNOISE●Online HelpWaveBuild●拖拽模式建立模型 ●模型部件的结构树 ●连接视图，参数视图和比例视图Network View Parameter ViewScale ViewWaveBuild3D●代替了之前KADOS●实体模型的前处理工具●允许对复杂部件模型进行自动网格划分●可以导出STL格式文件复杂部件–性能模拟●高级的前处理工具，可以实现对滤清器等复杂模型的精确建模●对于准确预测发动机高速阶段性能非常关键WB3D中CAD模型的导入可以导入复杂的CAD几何模型（如消声器）到WB3D中–非常方便地创建对应的WAVE模型–提升了导入过程的集成度支持的文件格式:•Catia V4/Catia V5•ProE•Parasolid•IGES, STEP, VDAFS•SolidWorks•InventorWAVEMESHER❑导入CAD几何模型来创建WAVE 模型❑可根据实际尺寸对几何模型进行修改❑可建立同实际模型一致的，精确的模型❑管道形状工具可在很短的时间内对管道网格进行优化WavePost–集成的后处理器–图形化交互界面–允许从不同的仿真结果和实验数据中读取数据作图–可输出2D和3D图形–动画输出–可方便输出到Excel等其他文件格式–自动生成报告Spatial Plot – Pressure Variation Residuals DistributionWNOISE–集成的声学后处理器–可模拟流动源的辐射噪声（单点或多点流动源）–移动或固定的噪声源和麦克风–图形化的输出或声音文件，可用于主观评价–可定义噪声传递函数–在WNOISE中定义好麦克风位置，声压级水平等参数后，只需再运行一遍模型即可典型应用–扭矩响应研究（稳态或瞬态）–进排气歧管几何尺寸设计，谐振腔设计–气门型线设计和正时，vvt控制策略，无凸轮发动机–燃油消耗两缸发动机进气门开启时刻对发动机性能与油耗的影响进排气系统–涡轮增压器匹配–废气旁通阀的控制与选型–涡轮增压器的响应–可变几何涡轮–多级涡轮与增压器–多入口涡轮–循环内平均运行工况点的图形化输出带有传统固定几何的涡轮增压器以及电控机械增压的GDI发动机后处理案例发动机性能–高级的涡轮增压器模型–涡轮增压模型包括:•在压气机Map中允许正向斜率的转速曲线•压比小于1时更好的解决方案•允许反向流动•允许使用OEM厂商及用户自定义的涡轮增压器Map•增加了Map密度•扭矩平衡的涡轮增压器转速计算NormalCompressorConsumes Power Turbine –新增功能开发:•模拟压气机喘振和回流（采用Greitzer, Fink方法）•充排法涡轮模型–蜗壳传热模型–更多高级模型•涡轮增压匹配模板•涡轮增压器噪声模拟•脉冲管道模拟•进行中的UK政府基金研究以及与OEM厂商和大学的研究•…实验设计工具●内置的实验设计方法–全因子（2水平）或者主要因子（3水平）–根据实验数据的自动标定–设计空间探究–WAVE运行管理●使用简便:–确定设计变量–DoE运行•WAVE设置及运行多个case–优化或匹配目标值–WNOISE的结果也可以进行优化燃烧和排放●压缩点火发动机（柴油机） –Wiebe 函数，以及相关的模型–Diesel Jet 模型（由用户定义的燃油喷射速率和喷油器几何尺寸预测燃烧放热率，同时也可预测No x 和soot 排放） –NOx, CO 和HC 产物预测 –多区预测模型(Hiroyasu)–Diesel 3-D – CFD 喷射/燃烧可视化模型●火花点火发动机–Wiebe 函数, 以及相关的模型 –湍流火焰模型，以及燃烧室形状建模 –NOx, CO 和HC 产物预测及爆震模型液滴质量模型 (Diesel3D 输出)❑由缸压曲线得出实验放热率 ❑多种燃料: 碳氢化合物，乙醇，氢等摘自于CAE Newsletter Q1/2005Boyd French, 福特:❑R-CAT 排放控制模型，用于进行排气后处理模拟，内置于WAVE中.❑采用RSimlink通过特定的单向流动连接到流体求解器，从而进行耦合仿真❑目前可选模型有:1.1D/3D三元催化器 (TWC)2.1D 柴油颗粒捕集器(DPF)3.1D/3D 柴油氧化催化器(DOC)4.1D/3D 稀薄Nox捕集器(LNT)5.1D/3D SCR模型6.用户自定义催化器模型R-Cat – Ricardo后处理模型库CFD FlowDistributionEquivalent 1D FlowDistributionEquivalent Flow Distributionusing 21 RCAT sub modelsEquivalent Flow Distributionusing 76 RCAT sub models典型应用–性能/噪声的综合考虑–排气背压与部件压降–消声器，谐振腔，可变几何系统设计–通过噪声–音质评价Intake Exhaustint_m.wav ex h_m.wav Measuredint_p.wav ex h_p.wav Predicted●模型可用于–多孔材料管道–吸音材料（排气系统）int_solid.wav int_porous.wavSolid pipe Porous pipe❑降低所有进气管道中的谐振强度❑有效提高音质●方便定义Helmholtz谐振腔●WNOISE分析可找到理想的位置进气系统谐振腔案例❑进气系统在一阶声学模态下在270Hz发生共振–压力波腹如图中红色区域所示–压力波节如图中蓝色/绿色所示❑Helmholtz谐振腔可吸收给定频率的噪声–尽可能靠近波腹位置Without Resonator –降低声学模态振型–产生更加柔和，更低噪声水平的音质与更少的共振With Resonator热分析与暖机启动❑气缸组件–有限元结构温度求解器(采用Iris气缸模型的FE Cond)–模型可直接从商用FEA软件中导入 (ANSYS®,NASTRAN®)–新的气缸壁温求解器❑管道和连接–2D结构传导模型（空气间隙） => T w & 排气歧管暖机分析–此外，WAVE为全3D有限元分析提供了边界条件瞬态分析❑丰富的控制系统传感器与执行器❑瞬态应用:–燃油控制（空燃比控制）–EGR/ VGT控制策略–怠速控制–传感器定义–无凸轮发动机设计高级控制面板控制•丰富了控制模型库，包括了所有常用的控制模块: 传感器，执行器，反馈控制，负载模块等•正在为更多的模型选项开发新的控制元件瞬态分析传动系统模块–驾驶循环模块•基于时间或距离的，带有PID控制–可应用于:•通用的瞬态运行•通过噪声测试•FTP 循环•加速工况仿真❑在长工况仿真时可通过利用准静态运行工况点来显著减少运行时间❑同Simulink / EASY5 / WAVE Driveline 进行耦合仿真基于Map的运行耦合仿真 - 1D-3D仿真❑WAVE可支持同以下软件的耦合仿真 :–VECTIS–其他商用 CFD 软件–VALDYN–用户自定义程序(Matlab)❑3步耦合方法–收敛更迅速❑系统内的单个部件–进气系统: EGR, PCV, 滤清器–排气系统: 催化器, O2传感器Courtesy of RVI3D 建模–准3D建模可用于分析声学特征–也可用于通用的性能预测•(例如气体二次混合)–WAVE致力于将3D建模同真正的3D CFD计算集成起来，以用于流体模拟 (自动集成的耦合仿真)–准3D建模将继续提高网格划分工具，优化复杂几何模型建模1D-3D 分析3D CFDEGR混合研究用于分析 EGR管路导入进气歧管位置的影响。
【doc】硬件在环仿真在汽车控制系统开发中的应用
硬件在环仿真在汽车控制系统开发中的应用].\'谢十.计算.研究'硬件在环仿真在汽车控制系统开发中的应用清华大学朱辉北京轻型汽车有限公司面北京理工大学程昌圻6争【Abstract]The}1ardware—in—the一1o0psimdationtechnicsmaybeadopindevdopmentofamamo~h~mtrol systemtotthesoftwareandha|doftheamtrolsystem.Thehardware—in—the—lov9simulationisalsoclassifiedandseveraXt)tpjapplicat[ortexamplesofthehm-dwat-e—in—the—l∞psimulation81"egivninthe..uofdevelopmtmt.ftheautomobilecontrolsystem.【摘要】在汽车控制系统开发中.采用硬件在环仿真技术可以对控制系统软硬件进行测试.对硬件在环仿真进行了分类,给出了汽车控制系统开发过程中硬件在环仿真几种典型应用实例. Topicwords:Simulation-Controlsystem.概述主题电等毳控制输入输出汽车是一个高度复杂的系统,对该系统进行综台控制已成为技术发展的必然趋势.采用动态仿真和硬件在环仿真技术可提高重复设计的效率.纯软件动态仿真是优化系统设计的最佳方案.设计者可以通过改变控制系统参数来观察系统性能的变化.模型实时执行实现了硬件在环仿真.通过将系统中关键硬件与复杂的仿真模型集成,可进行各种测试和性能评估.纯软件的动态仿真和硬件在环仿真技术的结台是传统工程试验方法的重大发展.硬件在环仿真是指被仿真环节中存在实物硬件的实时动态仿真技术,与一般动态仿真的区别是: a.硬件在环仿真模型的时间标尺t相等,需要采用实时仿真算法,而动态仿真则不用.b.硬件在环仿真对硬件系统性能要求高,需要有信号输入,输出接口.而动态仿真则不用.硬件在环仿真的主要类型是控制系统硬件在环仿真,如发动机电子控制单元硬件在环仿真是以发动机为计算模型,电子控制单元为实物;防抱死电子控制单元硬件在环仿真是以防抱死系统中的液力执行机构为计算模型.电子控制单元为实物.蚰年代初,发动机控制单元(简称ECU)基本上采用8位微处理器.只能控制发动机空燃比,点火正时等发动机最基本的参数L1J.到9O年代.已开始使用多个32位微处理器进行动力和传动系统控制,控制器不仅要执行更加复杂的控制算法.而且要同时进行多个系统的综合控制.控制软件不仅要进行数据输入,输出测试,还要进行信息输入输出的测试及1998年第l2期信号的类型和正时关系比较复杂,信号发生器的信号源不能满足要求.而在实际被控对象上进行测试存在费用高,时间长,条件不确定等因素.随着计算机技术的发展,开始使用硬件在环仿真技术进行控制系统软硬件的开发和测试L4J.由于采用现代化软件工程方法.使ECU硬件在环仿真技术的应用渗透到ECU软件开发的各个阶段.ECU硬件在环仿真系统成为ECU开发过程中的主要开发工具之一. 图1是以发动机电子控制单元为例对ECU开发过程及其各阶段所用工具的简单概括.ECU开发在不同的设计阶段需要不同形式的仿真.在控制系统原理性设计阶段.为了减少仿真费用与难度,可以进行非实时性全数字动态仿真【5l6J.由图1可见,在ECU使用之前必须进行台架试验和整车试验,以获取标定数据和对系统软硬件进行最后确认.进行ECU硬件在环仿真可以降低试验费用,缩短ECU开发周期.ECU硬件在环仿真的作用有以下几点:a.进行ECU软硬件测试和验证.b.提供试验系统实时监测数据.监控试验对象,执行器,传感器等的动态特性.e.可以进行在实际中不可能或不易进行的试验,如故障模拟,故障诊断软件测试及紧急状况的处理等.d.可以研究不同控制算法对控制器品质的影响.设计?计算?研究开始发动机,传动系,控制系统夸数字仿真控制系统原型开发ECU硬件在环实时仿真卜学摸1=—=:塑笙!I—1兰三竺竺h巫环仿真系统lL二.二=二二二1.台架试验获得ECUlI1.发动机台架试I卜一所需发动机优化数据I--I验用控制系统H第四阶段2.ECU台架试睦Il2.DcU开发系统I求I图1ECU开发过程及所用开发工具e.试验重复性好.可以分别研究每个参数变化对性能的影响.图2为硬件在环仿真的构成形式.ECU为实物.发动机,驱动系,传感器,执行器等为模型,主要用于ECU的开发与测试.可以将部分或全部执行器以实物的形式参与仿真,用于研究传感器,执行器的实际性能对系统整体性能的影响以及测试信号处理电路与执行器驱动电路的动态特性.图2硬件在环仿真的构成2应用实例2.1测试汽油机的ECU系统德国勃朗施威格工业大学电子测量技术和基础电子技术学院的威施明(U.Varchmin)教授等人开发了汽车信号发生器(简称M0SIG),90年代第一次发表文章_7J简要介绍了MOSIG的功能及其硬件结构,M0SIG即可以与PC机通过RS一232串行通讯口联机使用,也可独立使用.其CPU是l6位的M一96系列单片机.1994年在MTZ上发表文章L8J再一次介绍MOSIG,MOSIG的硬件结构没变, 只是增加了PC机上软件的功能.其发动机模型是基于三维特性图的准线性模型,通过查表与插值来计算发动机输出参数,并且在PC机上可以利用数学表达式来产生所需要的信号形式.2.2测试柴油机的ECu系统北京理工大学于1997年研制出柴油机ECu硬件在环仿真系统L9J,其目的是为柴油机ECU软硬件的开发与测试提供性能良好的开发工具,把DCu 在发动机试验台上所做的工作转换到计算机室,通过ECU硬件在环仿真来完成,可节省资金,面且缩短了开发周期.HILSS是以PC机作为宿主计算机的紧密耦合多处理器并行系统,整个系统由三个子系统组成:发动机模型实时计算系统,接口管理系统和监控系统, 如图3所示.每个子系统由一个独立的处理器来完成.该系统具有以下功能:a.可使ECU硬件在环情况下进行发动机稳态工况与过渡工况的实时仿真.b.可进行ECU及齿杆位移执行器和齿杆位置传感器在环的实时仿真.c.可选择发动机状态参数和控制参数进行图形化和数字化实时显示.d.可对仿真结果进行有选择地存储.并可进行离线处理.e.ECU可以以模型形式参与仿真构成软件在环仿真系统.f.可对仿真结果数据文件及结果曲线进行打印输出.图3HILSS的组成系统枝准后,对BN493柴油机分配泵电控单元进行了两种类型的硬件在环仿真试验.试验1:ECU硬件在环仿真ECU与HILSS的信号联接关系如图4所示,可用于无外加信号驱动调理电路的情况下直接对ECU进行软硬件测试.汽车技术设计-计算-研究试验2:ECU和执行器硬件在环仿真信号联接关系如图5.该类型试验中所用电控系统完全等同于发动机台架试验所用电拉系统,因此该仿真试验可以在实际发动机台架试验前对电控系统进行测试,可在试验中发现并解决出现的问题, 为实际台架试验做好准备,这是其它调试方法无法做到的.圉4ECU与HILSS的信号联接圉5试验2信号联接圉3结束语在汽车控制系统的开发过程中采用硬件在环仿真技术可以进行控制系统软硬件的测试,帮助设计者了解系统的动态特性,进行极端条件的测试并准确分析每一个参数独立变化对系统特性的影响,缩短了产品的开发周期,降低了开发费用.目前,我国已经开发出用于硬件在环仿真的高性能价格比的实时处理系.硬件在环仿真可以应用于科研与工程试验的各个方面,是传统工程试验方法的重大发展,必将在汽车控制系统的开发过程中得到广泛应用.参考文献lWrightC.D.AutomotiveApplicationofElecmmicsProc IEEEWorl~hoponAutmmotiveAp#icad~m0fElectronicsDeartxx~MichigmaPP.49—53October23—24.19862KelleyDsh~ffll'lonG.FAutomotiveElectronicsaI1dEn- gineMangagementsystem—AReviewlourr~0fElectrical andElectronicsEngineeringAustraliaV ot10No.4PP286—299,19903WoodB.JAppli~VerficadonaI1dValidationtoAutomo—tSoftwareDevelopmentSAEPaper90l72l4Sava~tioC.Hardware—in—LoopSmulatlon—AnEngine ControllerImplementationSAEPaper9302046HaraldKro}~nVictorGheot~iuHalxiWal"e—in一Sim—niatlonforanElectx~nicClutchManagementS~temSAE Papez9504207U.Vat&rainT.№gD.NeumannAnEngineSgT1a1 SimulatorMicroprocemlngandMicroprogrmmaivg28 (1989)I:'219—2228DddN1ⅡmnBc~mrdBkandJn—Uw~Varcim~in AnUniversalRealtimeSimulatorforEnginesMIX,l9949朱辉.柴油机电控单元硬件在环仿真系统研究.北京理工大学博士论文.1997l0朱辉等.高性能价格比的实时处理系统.计算机应用研究,1998(1)(责任编辑维云)修改稿收到日期为1998年8月2,5日.(上接第3页)c.小红旗是首家匹配安全气囊的国产轿车.匹配SRS-40系统以后,驾驶员头颈部伤害指标较不装气囊时有显着下降,完全实现了预期目标.1998年第l2期圉3参考文献lBergfrledDeta1.ElectronicCrashSenso~forRestraint System.Imper901136(责任编辑路』,1原稿收到日期为1998年6月2日.——9——。
V2500 HIGH N1 VIBRATION LEVEL ON ENGINE 1(V2500发动机低压转子振动过大)
High N1 Vibration Level On Engine 1
1.2 V2500 发动机型号
目前，V2500 型号代号中，既表示了推力级，又表示使用的飞机机种，例如 V2527A5 中，“27”表示推力级为 27000lb，A 表示用于空中客车的飞机，如为 D，则为用于麦 道的飞机。 1.2.1 基本型号
V2530-A5
A319-100
A320-200
A321-100
1997/06
1993/12
1994/03
24,000
27,000
31,400
63.5
63.5
63.5
781
811
858
4.9
4.8
4.6
0.543
0.543
0.543
V2533-A5 A321-200 1997/04 33,000 63.5 872 4.5 0.543
1、风扇 V2500 发动机风扇装置是由 22 片宽弦叶片组成，而且它提供了大部分的推力。空气由 风扇产生称为涵道气流。采用的是罗尔斯·罗伊斯公司从 RB211-524E4 和 RJ500 设计和发 展而来的无凸台宽弦空心叶片，其增压比为 1.7，叶片材料为钛合金，长度为 558mm。它 的制造是在两块钛合金薄板之间放入同样是钛合金制成的蜂窝状结构的材料，然后通过活 性扩散焊接的方法将其连成一体。这种叶片以极轻的重量获得了极大的强度，可以抗击外 来物的击伤。另外，由于其宽弦叶片本身的性质，跑道上的细小碎片和尘土可以被摔倒旁 路管道，因此同普通窄弦叶片相比，她可以使由于外来物击伤而导致的发动机拆卸工作减 少 4 倍。到现在为止，这种宽弦叶片在全球累积了 1 亿小时的服务经验。 2、低压压气机 V2500 低压压气机它采用的是 4 级轴流式。使用真空电子束焊接的鼓筒以螺栓固定在 风扇之后，没有放气环。在低压压气机上有 LPCBV（low pressure compressor bleed valve）， 其主要作用是控制空气流速，以确保在启动时候不使发动机喘振，而且它有一个功能就是 矫正 N1 转速。 4 级低压压气机位于中间级机匣内。低压压气机提供空气到发动机核心,这是主气流。 低压（LP）转子（N1）是由风扇和低压压气机组成，它们是由低压（LP）涡轮驱动的。 3、低压涡轮 V2500 发动机的低压涡轮采用了 5 级轴流式并且采用三维设计叶形和叶尖主动间隙控 制。安装在燃烧室后面，其功用是将高温燃气中的部分热能和压力位能转变为功，去带动 压气机和附件。 4、工作原理 5 级低压（LP）涡轮吸取来自高压（HP）涡轮的燃气气流的能量来驱动增压器级压气 机和风扇，排出的燃气从低压（LP）涡轮通过一个喷口来提供推力[7]。
HIL测试系统方案
被控对象实时仿真模型 配套的试验和测试软件 工程服务
系统集成的工程服务（界面、信号列表、线束制作、 自动测试等）
测试用例和自动测试库开发
HIL系统组成
CAN, LIN 9功能日益复杂——单个动力系统的控制软件超过2万行的代码 9 与供应商共同进行研发——责任的分担
HIL测试需求
汽车故障分布
电子电气系统
点火系统 * 发动机
散热器/冷却系统 车轮或轮胎 燃油系统 喷射系统 *
齿轮/变速箱 底盘 * 其他
32.1%
14.0%
11.7%
8.2%
7.0%
ECU测试
ECU 功能测试
测试单个ECU 软件集成测试 验收和发布测试
测试ECU网络 测试分布式功能 测试网络系统
• 功能设计 • 控制策略 • 诊断程序 • ECU开发
• 全部的运行范围 • 临界的运行状态 • 诊断功能 • 基于试验驾驶的测量数据 • Residual bus 仿真
• “相互作用” • 总线的行为 • 网络管理 • 功率消耗 • 集成测试
9政府法规的日益严格(降低
排放)
Code M e m o ry [KByte ]
600 500 400 300 200 100
0 1985
1990
1995
2000
2005
背景一整车测试所面临的挑战
9 如何测试复杂的整车网络
日益增加的ECU数量： 20～50 复杂的网络拓补结构：CAN ，LIN ，MOST……
试验 管理软件
基于AMESim的整车HIL实时模型仿真研究_(非常好)
基于AMESim的整车HIL实时模型仿真研究蒋鑫、郑磊中国第一汽车股份有限公司技术中心摘要：应用模型平台仿真软件AMESim对某A级车建立整车实时仿真模型。
在Matlab/Simulink IO模型、VeriStand上位机软件及NI实时处理器系统中集成整车模型，建立HIL虚拟车辆测试环境，保证车辆动力系统控制器正常工作，在车辆不同工况下测试控制器功能。
关键词：AMESim、实时仿真、HIL目前，汽车市场对产品表现出快速性、多样性的需求，这就要求汽车企业快速开发出多样性的产品，缩短产品开发周期，并行开发。
产品开发过程中，需对其进行一系列的测试，然而有些测试项目，比如失效测试、故障测试，很难在真实环境中进行并且测试危险、费用高、周期长，因此许多工程师都把硬件在环仿真作为缩短开发周期和降低开发成本的有效手段。
硬件在环仿真HIL(Hardware in the loop)测试需要车辆模型在嵌入式实时硬件系统运行，模拟真实车辆环境，它们的广泛应用，促使着车辆模型从 MIL仿真进入到HIL仿真。
本文详述一汽利用AMESim软件和美国NI（National Instruction）硬件系统建立HIL系统的方法和过程。
AMESim是SIEMENS公司开发的模型软件平台，拥有丰富的机械库、内燃机库、传动库、动力学库、液压库、电子库等整车仿真所需模块，能够根据具体的建模车辆结构及配置快速搭建包括发动机、传动系及车辆动力学模型在内的整车模型，提供VeriStand接口，方便与IO模型及HIL实时系统集成，车辆模型编译成实时运行文件后下载至实时处理机中，使车辆控制器能够正常运行，实现整车HIL系统仿真。
1 HIL系统及测试需求基于HIL的半实物仿真技术是一种对电子控制单元的功能、系统集成和通讯进行测试的方法。
汽车行业中，基于HIL仿真的测试环境针对被测车型进行建模仿真，并将其运行于与控制器闭环工作的实时环境中，实现对各个电控单元的复杂测试。
无人直升机飞控系统仿真环境概述
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·100·2019年第18期文章编号：2095－6835（2019）18－0100－02无人直升机飞控系统仿真环境概述黄贤开（航空工业直升机设计研究所，江西景德镇333001）摘要：无人直升机飞行控制系统的主要功能是通过控制主、尾桨叶的桨距和发动机风门，以稳定直升机姿态（俯仰、横滚）和航向，控制飞行航迹（爬升、下降、巡航、左右盘旋、悬停等），实现从起飞到降落整个过程的飞行管理。
由于飞控系统直接关系到无人直升机的飞行安全和飞行特性，其中飞行控制律的调参设计及仿真、系统综合集成、功能转换及故障模拟等是飞控系统研制的重点内容，因此飞控系统的研制必须具备良好的仿真环境。
旨在对飞控系统各种仿真技术的优劣进行分析。
关键词：无人直升机；飞行控制系统；仿真技术；仿真系统中图分类号：V249.1文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.18.0411无人直升机仿真技术发展与现状仿真技术的发展历经50多年，大致分为2个阶段[1]：①发展阶段。
第二次世界大战末期，当时还没有计算机，仿真是利用实物进行，即模拟仿真，火炮与飞行控制动力学系统的研制推进了采用模拟方法进行仿真的发展，1946年第一台电子模拟的计算机研制成功。
从20世纪50年代末期至20世纪60年代，洲际导弹与宇宙飞船的研制促使混合性仿真技术的进一步发展，同时仿真技术也在阿波罗登月计划等方面得到应用。
②成熟阶段。
当前无人直升机飞控系统仿真技术主要有两种，一种是带有部分实物的半物理仿真系统，又称为硬件在回路仿真系统（Hardware-In-Loop，简称HIL），将系统关键硬件实物接入到仿真回路，为其运行提供虚拟的控制环境[2]，其又可以分为飞控计算机在回路的半物理仿真系统（如图1所示）和传感器在回路的半物理仿真系统（如图2所示）；另外一种是不带任何实物的等效仿真系统（也称数学仿真系统[3]），如图3所示，所有软件均可以在一台PC机上完成。
HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用
HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用HIL（Hardware-in-the-Loop）系统是在硬件环境下模拟实际环境的一种仿真测试方法。
在汽车领域中，HIL系统在车身控制单元系统的测试验证应用日益广泛。
本文将从概述HIL系统的基本原理和优势，到具体介绍HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用方面的应用案例，全面阐述HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用中的重要性和价值。
一、HIL系统的基本原理和优势HIL系统是一种硬件环境下的仿真测试方法，其基本原理是在测试过程中使用模拟器代替实际硬件部件，通过模拟输入信号和环境条件，使控制单元在模拟环境下进行测试验证。
HIL系统相较于实际测试具备以下优势：1、成本低廉、效率高：测试过程不需要实际硬件部件，因此可以节省成本。
同时HIL系统可以快速重复测试，提高测试效率。
2、安全稳定：测试过程不需要真实车辆，不会带来任何安全隐患。
3、高度可定制：可以根据实际测试要求进行各种测试配置和设置，提高测试结果的可靠性。
4、调试简便：可以在测试过程中实时监测测试结果，方便追溯调试问题。
二、HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用方面的具体案例HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用方面应用价值巨大。
以下将具体介绍几个案例：1、车身动力学仿真测试：HIL系统可以模拟不同驾驶情况下的汽车行驶状态，比如高速行驶、加速、制动、急转等。
通过改变输入参数，对车身控制单元进行测试，提高系统的稳定性和响应速度。
2、碰撞仿真测试：HIL系统可以模拟不同的碰撞情况，比如正面碰撞、侧面碰撞、倾覆等。
通过验证控制单元在不同碰撞情况下的控制策略，提高系统的安全性。
3、路面模拟测试：HIL系统可以模拟各种路面条件，比如平整路面、泥泞路面、石子路面等，通过对不同路面条件下车身控制单元的测试验证，提高系统对各种路况的适应性和稳定性。
4、电子制动系统测试：HIL系统可以模拟不同的电子制动控制策略，比如ABS、EBA、ESP等。
LMS航空发动机仿真技术机电液一体化解决方案
LMS航空发动机仿真技术机电液一体化解决方案作者：张钊LMS b AMESim为用户提供了一个完整的一维仿真平台对多领域智能系统进行建模和分析，并预测其多学科专业耦合性能。
而且是市场上集成基于模型的系统建模的这一先进开发技术最成熟的商业平台。
现已广泛应用于全球领先的航空、航天、汽车、重工、工程机械等先进制造业。
LMS b AMESim航空发动机装置解决方案为燃油系统（计量单元、泵、喷嘴、起动机及换热器等）及其控制系统、滑油系统的设计和产业化提供支持，同样也用于发动机控制系统的设计和优化。
该方案帮助工程师设计用于航空发动机的满足市场特定重力加速度要求以及增压供油燃油系统，并进行燃油系统的热负荷分析以提高燃油系统的可靠性。
LMS b AMESim航空发动机装置解决方案基于LMS b AMESim多领域系统仿真的方法以及专用的热及液压方面的应用库。
这些库中包含各种可配置的元件（计量活门、调压活门等），通过这些元件的相互连接可以构建描述发动机装置液压系统特性的模型，为发动机装置设计的工程师提供控制和配置航空发动机相关的元件和系统外部设计的能力。
基于对各种显著特征几何形状元件的试验结果，这些详细的模型可以适合任何新的几何形状和功能要求的元件。
应用库和物理元件之间的直接耦合和对应使得在项目进行的任何阶段可以方便地对燃油系统的单个元件或者整个集成的系统进行特性分析。
标准和专用元件的航空流体数据库完全基于试验结果以确保航空发动机设计所要求模型必要的精确性和可靠性。
LMS bAMESim航空发动机装置解决方案最终帮助用户在减少设计时间、减少物理试验测试次数及相关风险的同时提高产品设计的质量。
LMS b AMESim的功能特点该航空发动机装置解决方案具有如下功能特点：·高级的热液压元件模型；·不同建模层次的换热器模型；·不同工况下的压力/流量/温度分布计算；·完整系统中直接的压力和温度耦合；·高级的分析工具（线性分析、设计探索）；·标准和专用元件的流体数据库。
Hil在汽车整车测试及开发系统中的应用
Hil在汽车整车测试及开发系统中的应用打开文本图片集摘要：目前中国的汽车市场竞争愈演愈烈，人们在追求汽车高性能的同时对于汽车的测试要求也在不断的提高，因此不论对于汽车的生产厂商还是汽车维修行业，都需要一种更加方面快速的仿真测试方法，那就是硬件在环技术。
硬件在环仿真测试系统可以实时的模拟出驾驶员以及车辆的具体工作环境，大大降低了车辆测试的风险，缩短了开发的周期，有效的降低开发成本。
【关键词】：^p ：Hil（硬件在环）；汽车技术；ECU；仿真模型1 认识HILHiL（Hardware-in-the-Loop）硬件在环仿真测试系统是采用实时处理器（真实的控制器）运行仿真模型来模拟受控对象（比如：汽车、航空飞机等设备）的运行状态，通过I/O接口与被测的ECU连接，对被测系统进行全方面的、系统的测试[1]。
这种仿真是出于计算机离线仿真和实物台架测试之间的一种测试类型，它将实物硬件嵌入到仿真系统中的实时动态仿真技术。
从安全性、可行性和合理的成本上考虑，HiL硬件在环仿真测试已经成为ECU开发流程中非常重要的一环，这种技术无需真实车辆即可达到测试的目的，减少了实车路试的次数，大大降低了车辆测试的风险，缩短开发时间，有效降低成本，同时提高ECU的软件质量，降低汽车厂的风险。
目前，硬件在环测试系统以其专业性、实用性以及高效性被广泛适用于各项应用中。
2 Hil测试系统的基本架构2.1 HIL测试系统的基本结构HIL测试系统主要由三个基本部分组成，分别是实时处理器、I/O接口和可视化的操作界面，其中实时处理器是整个HIL测试系统的核心部分。
它的主要是精确地仿真测试系统中物理上并不存在的部分，即仿真出实际汽车驾驶及行驶过程中的可能出现的任何异常情况，同时对这些情况进行数据记录、硬件I/O通信并生成仿真模型并执行整个测试系统；I/O接口用于控制器与被测ECU之间的信息交互，它也可是用来产生某些产生激励信号，进行各种模拟信号、数字信号和总线信号的通信及数据传输。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
HIL 仿真技术监测和诊断发动机燃烧性能
现代重工（HHI）集团是全球最大的造船公司，其发动机和机械部门
（HHI-EMD）具备全世界最大规模的船用柴油发动机研发与生产能力。
比如该部门推出的HiMSEN 中型发动机是一款四冲程柴油机，输出功率范围从960KW 到25MW，在大型船只上可以用来驱动发电机，在中小型船只上完全可以当做推进发动机来使用。
大型柴油机运行的成本在每小时2000 美元，因此该部门一直在致力开发更高效节能的发动机。
图1：现代重工集团是全球最大造船公司
为了能够更好的监测和诊断发动机燃烧性能，我们需要实现设计一个仿真与测试系统。
HIL（hardware-in-the-loop 硬件在环）仿真技术被普遍认为是一种最有效的解决方案，确保在开发周期早期就完成嵌入式系统的测试，系统
整合阶段这种测试方法也更加全面，能及早的发现问题，降低解决问题的成本。
该仿真与监测系统需要能够检测十缸发动机的运行情况，运转速度在每分钟数千转，同时测量曲轴角的实时变化情况，分辨率要达到0.1 度，因此
HHI-EMD 部门选择采用NI cRIO-9035 CompactRIO 控制器平台搭建了。
cRIO-9035 面向的就是嵌入式高级控制与监测应用领域，集成的是Xilinx。