电机控制器（MCU）硬件在环（HIL）测试系统

一、电机控制器（MCU）硬件在环（HIL）测试系统概述

电机控制器的研发涉及高压大电流等关键要素，因此直接进行电机台架实验存在诸多风险。这种方式既需要巨大的设备投资，又需要耗费大量时间和资源。此外，由于电机的种类、转矩-速度范围、功率等级和工作场景多样，传统的单一电机测试台架已无法满足电机控制器型号的测试要求。此外，对于状态（如电流保护、过载保护）和异常状态（如传感器信号干扰）的测试，单纯依赖台架测试难以操作。

因此，为弥补台架测试的不足，推荐在进行电机控制器的台架测试之前，优先进行硬件在环（HIL）仿真测试。不仅能够有效降低实验风险，还可以避免开发人员频繁介入测试台架操作。通过将HIL仿真与台架测试形成闭环，可以在项目的早期发现问题并进行调整，从而显著提升测试效率。

二、电机控制器（MCU）硬件在环（HIL）测试系统架构

系统采用Links-RT实时仿真平台，包括上位机、实时仿真机、故障注入单元和FPGA板卡。实时仿真机选用多核高性能服务器，匹配自研 FPGA板卡，保证仿真设备运行的稳定可靠。电机驱动电路（逆变器）、电机模型及其传感器模型运行在FPGA芯片上，实现亚微秒级的仿真步长。系统开放模型开发环境，实现模型自定义创建、模型参数在线调整。

三、系统特点

开发环境友好：平台基于 MATLAB/Simulink开发，开源，白盒交付，方便用户二次修改。

实时性强：基于FPGA和多核高性能实时仿真机可为控制器的开发、测试、优化提供一个高度现实且安全的仿真环境，可实现亚微秒级的仿真步长。

多场景覆盖： 系统允许模拟多种工况和异常情况，覆盖更广泛的测试场景，验证控制器在各种情况下的稳定性和鲁棒性。

参数优化： 系统开放模型开发环境，可以实现模型自定义创建，实时修改参数并观察控制器的响应，帮助开发人员找到最佳参数配置，提高控制器性能。

闭环开发： 支持将HIL仿真和台架测试结合，形成开发闭环，确保控制器在仿真和实际环境中的一致性和稳定性。

四、应用领域

适用于控制器控制主板硬件测试和软件测试，系统支持硬件电气故障模拟，注入干扰信号。