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一种基于公理化设计的模块化HIL机柜设计方法及系统技术方案

技术编号:45551402 阅读:11 留言:0更新日期:2025-06-17 18:23
本公开提供了一种基于公理化设计的模块化HIL机柜设计方法及系统,涉及HIL机柜设计领域,包括:获取待设计的HIL机柜的功能域;采用基于公理化设计理论的解耦架构,对机柜的功能域进行独立功能的划分及参数设计,形成模块化的HIL机柜初始设计方案;基于HIL机柜初始设计方案,定义动态的硬件资源分配机制,并基于拓扑优化算法,对机柜内线缆的布线进行路径规划,得到最终的HIL机柜设计方案。本发明专利技术实现了各功能模块的独立维护和升级,降低了维护成本;通过可扩展机架结构,能够灵活适配不同的测试需求;优化了线缆连接和电磁干扰设计,提高了机柜空间利用率,降低了系统复杂度,提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及hil机柜设计领域,具体涉及一种基于公理化设计的模块化hil机柜设计方法及系统。


技术介绍

1、在传统测试技术中,系统验证高度依赖实物原型或真实物理环境(如整车、飞行器),需通过反复搭建实验台架、调整工况参数来完成测试,导致测试周期长、效率低、成本高昂,且难以覆盖极端场景(如高温、高压、故障注入)。

2、硬件在环(hil)测试技术通过构建半实物仿真闭环系统,以实时仿真模型替代部分物理实体,解决了实物测试的局限性,显著提升了测试安全性、可重复性与场景覆盖能力,广泛应用于汽车电子、航空航天等领域;其核心优势在于通过高精度模型与真实硬件(如控制器、传感器)的交互,实现复杂动态行为的闭环验证,成为现代复杂系统开发的关键支撑技术。

3、然而,现有hil测试系统的机柜架构设计存在显著缺陷,制约了其技术潜力的进一步释放:

4、首先,功能耦合问题突出:硬件模块(如io板卡、信号调理单元)、电源系统、散热装置等高度集成于封闭式机柜内,导致单一模块故障时维护困难,且硬件升级需整体替换,成本陡增。

5、其次,扩展性不足:本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于公理化设计的模块化HIL机柜设计方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种基于公理化设计的模块化HIL机柜设计方法,其特征在于,所述基于公理化设计理论的解耦架构,是基于公理化设计的独立性公理、信息公理,将HIL机柜的功能域划分为独立功能,并通过分层架构,实现解耦设计;

3.如权利要求2所述的一种基于公理化设计的模块化HIL机柜设计方法,其特征在于,所述分层架构,是为四个功能层分别设计物理模块,并对物理模块进行子功能模块的划分及对应的子物理模块的设计。

4.如权利要求1所述的一种基于公理化设计的模块化HIL机柜设计方法,其特征在于,...

【技术特征摘要】

1.一种基于公理化设计的模块化hil机柜设计方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种基于公理化设计的模块化hil机柜设计方法,其特征在于,所述基于公理化设计理论的解耦架构,是基于公理化设计的独立性公理、信息公理,将hil机柜的功能域划分为独立功能,并通过分层架构,实现解耦设计;

3.如权利要求2所述的一种基于公理化设计的模块化hil机柜设计方法,其特征在于,所述分层架构,是为四个功能层分别设计物理模块,并对物理模块进行子功能模块的划分及对应的子物理模块的设计。

4.如权利要求1所述的一种基于公理化设计的模块化hil机柜设计方法,其特征在于,所述硬件资源分配机制,是借助信号选择区、信号协议区、虚拟接口区、真实接口区,为实时计算功能进行硬件资源分配,具体为:

5.如权利要求1所述的一种基于公理化设计的模块化hil机柜设计方法,其特征在于,所述对机柜内线缆的布线进行路径规划,是采用a*算法,将应力成本、电磁干扰成本、空间占用成本引入估价函数中,通过估...

【专利技术属性】
技术研发人员:于文斌张书涛赵霏阳李贺崔巍王庆新
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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