- Comme l’explique Acsystème, spécialiste de l’analyse et du contrôle des systèmes, les processus de conception qui s’appuient sur le modèle numérique d’un système électronique visent à assurer le respect des exigences de coût, de qualité et de délais de développement.
- Les méthodologies de type HIL (hardware-in-the-loop), SIL (software-in-the-loop) et MIL (model-in-the-loop) sont employées pour valider les solutions développées en situation réelle simulée.
- Leur mise en oeuvre vise à accélèrer le processus de conception de certains systèmes électroniques et d’enaméliorer leur qualité, tout en réduisant le recours à de réels prototypes matériels et à la réalisation d’essais physiques.
Un modèle correspond un ensemble d’équations, lois ou règles qui décrivent le comportement d’un système plus ou moins finement, selon les phénomènes à étudier. Les prototypes physiques peuvent être remplacés par des modèles virtuels, ajustés sur la base de données expérimentales pour se rapprocher le plus possible de la réalité. La simulation permet alors d’étudier le comportement du système dans tous types de situations et de scénarios.
En phase conception, les mêmes modèles servent aussi à tester en simulation les nouvelles fonctionnalités (par exemple, sur un véhicule hybride, le choix du moteur, thermique ou électrique, selon les situations de conduite).
Les méthodologies MIL, SIL et HIL sont successivement déployées durant le processus de développement d’un système. Voici les définitions de MIL, SIL et HIL proposées par Acsystème :
MIL pour Model-in-the-loop
L’ensemble du système est modélisé. Ce qui permet de simuler un environnement complet (un véhicule par exemple) afin de tester les lois de commande et de corriger les erreurs mécaniques, électroniques et logicielles avant la fabrication des prototypes. Ce qui peremet la validation fonctionnelle.
SIL pour Software-in-the-loop
Le code qui sera utilisé ensuite dans le calculateur est testé unitairement, afin de corriger les erreurs en simulant le fonctionnement du système réel. Ce qui permet la validation de la génération de code.
HIL pour Hardware-in-the-loop
Les lois de commande sont intégrées dans un calculateur physique relié à l’environnement de simulation, et parfois à une partie mécanique réelle, afin de tester l’implémentation matérielle du contrôle, les de temps de réponse, etc. Ce qui permet la validation de l’intégration système.
Test du maximum de scénarios à coûts réduits
Ces phases permettent de tester le maximum de scénarios en amont, tout en limitant le coût des moyens d’essais. Prenons par exemple le cas de la boucle de refroidissement des organes électriques d’un véhicule. Le principe est de faire circuler de l’eau pour refroidir des calculateurs lorsqu’ils chauffent. La première étape est de modéliser le système : boucle de refroidissement, pompe, éléments électriques… Ensuite, on développe une loi de commande démarrant la pompe lorsque le système dépasse le seuil, et on la teste sur le modèle (MIL). En fonction des résultats, on adapte la régulation à la réactivité du système et aux exigences. Une fois validée, on génère la loi de commande en un code (C ou C++), qu’on peut tester immédiatement sur le modèle (SIL). Lorsque cette étape est validée, le code est intégré dans un calculateur réel, relié au simulateur du système physique, et on teste que les exigences sont toujours respectées dans cette configuration (HIL).
- A propos d’Acsystème
Créée en 2002 par une équipe d’ingénieurs automaticiens, Acsystème a pour mission d’aider les industriels et les laboratoires de recherche à améliorer les performances de leurs systèmes en s’appuyant sur des techniques d’analyse et de contrôle des systèmes basées sur les modèles mathématiques.
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