Donanım İçeren Simülsayon Sismi

Salgın hastalık döneminde evde bulduğum boş vakitleri üretken ve insanlığa faydalı olmak adına Türkçe içerik bulunmayan HIL sistemleri ile ilgili bir video hazırladım.
Donanım içeren simülasyon sistemleri, günümüzde sürekli olarak gelişen ve mühendislerin sık olarak kullanmaya başladığı sistemlerdir. Günümüzde zaman kaybı ve maliyeti azaltmak için donanım içeren simülasyonların kullanımı sürekli artmaktadır. Bu simülasyon sistemleri gerçek donanımları kullanmadan yapılan tasarımları test etme imkanı sunar. Böylece yeni kontrol algoritmaları geliştirilebilir veya, örnek olarak, motorun kendisinde meydana gelebilecek bir hata gözlemlenebilir.(3)
Donanım içeren simulasyon (HİL) sistemi gerçek elektronik kontrol ünite veya ünitelerini taşıtın gerçek zamanlı modeline bağlamayı içerir. Bu şekilde her bir kontrol ünitesi sistematik şekilde test dilebilir. “Hardware-in-the-Loop” kelimesi Türkçe’ye “Donanım içeren Simulasyon”. Bunların haricinde literatürde “Çevrimde Donanımsal Benzetim”, “Donanımla Benzetim” şeklinde kullanımları da mevcuttur. Donanım içeren simülasyonun otomotiv uygulamalarında kullanılmaya başlama tarihi 1980’lere kadar uzanır. HİL sistemleri tekil sistem elemanlarının test edilmesi amacıyla daha çok üniversitelerde, araştırma laboratuarlarında ve ileri mühendislik departmanlarında kullanılıyordu. 1990’larda taşıtlarda artan sayıda Elektronik Kontrol ünitelerinin (EKÜ) kullanılmaya başlanması ile birlikte EKÜ’lerin test edilmesi üzerinde daha sık durulan bir durum haline geldi. Artık kontrol ünitelerinin kendisi asıl test edilecek ürün olmuştu. HİL sistemleri sadece ileri mühendislik ve kontrol tasarımında değil aynı zamanda üretim geliştirme safhasında da yaygınlaşarak kullanılmaya başlandı. 1990’lar boyunca taşıtta kullanılan kontrol üniteleri ve dolayısıyla ağ yapılarının sayısı giderek arttı. O zamana kadar ECU’ları test etmek için kullanılan breadboard’lar yetersiz kalmaya başladı. Dolayısıyla bu cihazlar yerini tüm ECU çeşitlerini içeren ECU ağının otomatik testini mümkün kılacak laboratuar araçlarına (ECU ağına bağlı HIL sistemleri) bıraktı. (1) Gerçek zamanlı sistem, belirli bir işlevi veya görevi önceden belirlenmiş bir sürede ve doğru bir şekilde gerçekleştirmesi gereken sistemlerdir. Bu işlev örneğin 1 milisaniye zaman aralıklarıyla sensör girişlerinin okunması, yorumlanması ve aktüatörlerin sürülmesi olabilir. Dolayısıyla gerçek zamanlı sistemler için bir zaman kısıtlaması söz konusudur. Bu zaman kısıtlamasının durumuna göre gerçek zamanlı sistemler; – Katı gerçek zamanlı sistem – Esnek gerçek zamanlı sistem olarak ikiye ayrılmaktadır. Özellikle katı gerçek zamanlı sistemler için gerekli olan zaman sınırlamalarının tutturulması hızlı bilgisayar sistemlerini gerekli kılmaktadır. Günümüzde sıklıkla kullandığımız Linux ve MS Windows benzeri gerçek zamanlı olmayan işletim sistemleri üzerinde bu gerçek zaman taleplerinin karşılanması her zaman için mümkün olmamaktadır. Örneğin MS Windows işletim sistemini ele alırsak; aynı anda birden çok işlevi yerine getirecek şekilde tasarlanmış bir işletim sistemi olduğundan dolayı, tasarlanan kontrolcünün çalıştırılması işlevini askıya alıp daha öncelikli başka işlevleri yerine getirmeye başlayabilir ve dolayısıyla kontrolcü için gerekli sınırlı zamanların aşılmasına neden olabilir. Bundan dolayı kontrolcülerin gerçek zamanlı olarak çalıştırılması için QNX, VxWorks, RT-Linux, xPC Target gibi gerçek zamanlı çalışmaya olanak veren işletim sistemleri kullanılmaktadır.
(1) Tez (Yüksek Lisans) – İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Taşıt Dinamiği Kontrolcüsü Ve Sanal Sensörü Geliştirilmesi İçin Araç İçi Test Ve Donanım İçeren Simülatör Altyapısı
(2)İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006, Donanım İçeren Simülasyon Sistemleri Ve Simülatör Tasarımı
(3) İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005, Motor Elektronik Kontrol Ünitesinin Gerçek Zamanlı Donanım İçeren Simülasyonlarda Testi
Yoon, M., Lee, W., Sunwoo, M., 2005. Development and Implementation of Distributed Hardware-in-the-Loop Simulator For Automotive Engine Control Systems, International Journal of Automotive Technology, Vol.6, No.2.
Wu, X., Figueroa, H., Monti, A., 2004. Testing of Digital Controllers Using Real-Time Hardware-in-the-Loop Simulation, 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Ponference, Aachen.
Jang, S.H., Park, T.J., Han, C.S., 2003. A control of vehicle using Steer-By-Wire System with Hardware in the Loop Simulation System, Proceedings of the 2003 IEEE / ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2003).
Ptak, A. , Foundy, K., 1998. Real-Time Spacecraft Simulation and Hardware-In-The-Loop Testing, IEEE Real Time Technology and Applications Symposium, pp. 230-236.

Hakkında Ahmet Yasin CİVAN

Yoruma kapalı.