Essa dissertação tem por objetivo o desenvolvimento de uma plataforma para testes de controladores de voo. Tal plataforma consiste em um hardware executando algoritmos de controle e atuando numa aeronave simulada em software de simulação de voo. O software de simulação escolhido, baseado na experiência prática de pilotos profissionais, foi o Microsoft Flight Simulator (MSFS), para o qual desenvolveu-se o modelo gráfico e dinâmico do quadricóptero AscTec Pelican. A comunicação entre o MSFS e o hardware é feita pela interface USB através do software FVMS v2.0 desenvolvido em ambiente DELPHI® 7.0 exclusivamente para este trabalho. O FVMS é capaz de ler o estado das variáveis de voo no MSFS, enviá-las para o hardware externo executar o controle, receber os sinais de controle de volta e utilizá-los no MSFS. O projeto e execução do hardware externo com controlador dsPIC também foi realizado neste mesmo trabalho. A título de avaliação de desempenho, também foi implementado um controlador robusto do tipo H∞ linear, desenvolvido pela equipe ART (Aerial Robots Team) da Escola de Engenharia de São Carlos. O mesmo controlador também foi aplicado na arquitetura software in the loop, na qual o controle é executado dentro do próprio FVMS, para comparação de desempenho entre os dois sistemas. Ao término do trabalho, as características de desempenho do sistema como um todo ficam bem evidenciadas através dos testes de estabilidade com e sem distúrbios executados em ambas arquiteturas de controle. / This dissertation aims to develop a platform for flight controllers tests. It platform consists of an electronic hardware where the control\'s algorithms will be executed and a virtual aircraft is simulated in flight simulation software. The chosen simulation software, based on practical experience of professional pilots, was Microsoft Flight Simulator (MSFS). The graphic and dynamic model of quadrotor AscTec Pelican was developed to perform inside the software. The communication between the MSFS and the hardware is made by USB interface through FVMS v2.0 software developed in DELPHI® 7.0 environment, exclusively for this work. The FVMS can read the status of the flight variables in MSFS, send them to the external hardware, receive control signals back and write them in MSFS. The design and implementation of external hardware with dsPIC controller was also developed ons ame work. For performance evaluation of the system, it was also implemented a robust linear H∞ controller, developed by ART team (Aerial Robots Team) of the School of Engineering of São Carlos. The same controller was also applied using software in the loop architecture, in which the control is performed inside FVMS, to compare performance between the two architectures. In the end of the work, the performance characteristics of the systems were well evidenced by the stability tests carried out with and without disturbances in both control architectures.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T11:38:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T14:39:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-30T14:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents an alternative to scale testbeds for wireless sensor networks. The approach in this research was based on the recurrence of Hardware-In-the-Loop simulation technique to co-relate real sensor nodes with virtual sensor nodes. A literature review of explanatory feature enabled the fundamentals of this research and allowed the definition of predicates for targeting a functional solution. The design of the approach used was materialized through the implementation of a scalable and high-fidelity hybrid simulator. A series of tests/benchmarks took effect in order to legitimate the current study, that allowed us to evaluate the integrity, operating cost and limitations present in the infrastructure. The applied assessment confirmed the compliance of the outlined goals and the identification of some limitations related to the hardware. / Este trabalho apresenta uma alternativa para escalar testbeds de redes de sensores sem fio. A abordagem utilizada baseou-se na recorrência da técnica de simulação Hardware-In-the-Loop para co-relacionar nós sensores reais com nós sensores virtuais. Os fundamentos constitutivos da pesquisa foram viabilizados a partir de uma revisão literária de caráter exploratório, que possibilitou a definição de predicados para o direcionamento de uma solução funcional. O delineamento da abordagem utilizada foi materializado através da implementação de um simulador híbrido escalável e de alta-fidelidade. Para dar consistência ao empreendimento desenvolvido, foi aplicada uma série de testes/ benchmarks, que possibilitou avaliar a integridade, o custo operacional e as limitações presentes na infraestrutura. As avaliações aplicadas confirmaram o cumprimento dos objetivos traçados e a identificação de algumas limitações relacionadas ao hardware.

En ce qui concerne la hiérarchie de contrôle des micro-réseaux, la coordination des contrôleurs locaux est obligatoire aux niveaux secondaire et tertiaire. Au lieu d'utiliser une unité centrale comme approche conventionnelle, dans ce travail, des schémas distribués sont considérés. Les approches distribuées ont récemment fait l'objet d'une attention particulière en raison de leurs avantages en termes de fiabilité, d'évolutivité et de sécurité. Le système multi-agents est une technique avancée dont les propriétés les rendent aptes à servir de base à la construction de systèmes de contrôle distribués modernes. La thèse porte sur la conception d'agents visant à distribuer des algorithmes de contrôle et d'optimisation dans des micro-réseaux avec un déploiement en ligne réaliste sur une plate-forme Hardware-in-the-Loop. Sur la base de l'architecture à trois couches fournie par micro-réseaux, une plate-forme de laboratoire avec configuration Hardware-in-the-Loop est construite au niveau du système. Cette plateforme comprend deux parties : (1) un simulateur numérique en temps réel permet de simuler en temps réel des micro-réseaux de cas de test avec des contrôleurs locaux ; et (2) un cluster de Raspberry PI représente le système multi-agent fonctionnant dans un réseau de communication physique épars. Un agent est un programme en Python exécuté sur un seul Raspberry PI qui permet de transférer des données à ses voisins et d’effectuer des calculs selon des algorithmes de manière distribuée.Dans la thèse, nous appliquons les algorithmes distribués pour les niveaux de contrôle secondaire et tertiaire. Les contrôles secondaires distribués dans un micro-réseau îloté sont présentés selon deux approches d'algorithme de consensus à temps fini et d'algorithme de consensus moyen avec les améliorations des performances. Une extension de la plate-forme avec la Power Hardware-in-the-Loop et la communication basée sur la norme IEC 61850 est traitée pour rapprocher le déploiement des agents des applications industrielles. Au niveau de contrôle supérieur, les agents exécutent la méthode des multiplicateurs à sens alternatif pour déterminer les points de fonctionnement optimaux des systèmes de micro-réseaux en état d'îlot et de connexion au réseau. Les objectifs de contrôle secondaire et tertiaire sont atteints dans un cadre unique qui est rarement mentionné dans d'autres études.Dans l'ensemble, l'agent est explicitement étudié et déployé dans des conditions réalistes pour faciliter l'application des algorithmes distribués pour le contrôle hiérarchique dans les micro-réseaux. Cette recherche constitue une étape supplémentaire qui rapproche les algorithmes distribués de l'implémentation sur site. / In terms of the control hierarchy of microgrids, the coordination of local controllers is mandatory in the secondary and tertiary levels. Instead of using a central unit as conventional approaches, in this work, distributed schemes are considered. The distributed approaches have been taken attention widely recently due to the advantages of reliability, scalability, and security. The multi-agent system is an advanced technique having properties that make them suitable for acting as a basis for building modern distributed control systems. The thesis focuses on the design of agents aiming to distributed control and optimization algorithms in microgrids with realistic on-line deployment on a Hardware-in-the-loop platform. Based on the provided three-layer architecture of microgrids, a laboratory platform with Hardware-in-the-loop setup is constructed in the system level. This platform includes two parts: (1) a digital real-time simulator uses to simulate test case microgrids with local controllers in real-time; and (2) a cluster of hardware Raspberry PIs represents the multi-agent system operating in a sparse physical communication network. An agent is a Python-based program run on a single Raspberry PI owing abilities to transfer data with neighbors and computing algorithms to control the microgrid in a distributed manner.In the thesis, we apply the distributed algorithms for both secondary and tertiary control level. The distributed secondary controls in an islanded microgrid are presented in two approaches of finite-time consensus algorithm and average consensus algorithm with the improvements in performances. An extension of the platform with Power Hardware-in-the-Loop and IEC 61850-based communication is processed to make the deployment of agents closer to industrial applications. On the top control level, the agents execute the Alternating Direction Method of Multipliers to find out the optimal operation points of microgrid systems in both islanded and grid-connect state. The secondary and tertiary control objectives are achieved in a single framework which is rarely reported in other studies.Overall, the agent is explicitly investigated and deployed in the realistic conditions to facilitate applications of the distributed algorithms for the hierarchical control in microgrids. This research gives a further step making the distributed algorithms closer to onsite implementation.

Renewable energy sources are a hot topic, both when it comes to climate change and the constant increase in demand of electricity due to population growth and a more electrified society. One such energy source is wave energy - an energy source with great potential but still relatively new with the need for further development. Blekinge Institute of Technology (BTH) together with Ocean Harvesting Technologies (OHT) have made a collaboration to build a scaled Hardware-In-the-Loop (HIL) system of a power take-off (PTO) based on OHTs wave energy converter, InfinityWEC. The purpose is to teach the students at BTH about hydrodynamic and HIL simulations. A manual will also be written to help students perform the lab activities. A model of the HIL system will first be implemented in Matlab/Simulink, both with and without the WEC-Sim hydrodynamic simulation toolbox and simulations will be run to predict the system's behaviour. To parametrize the hydrodynamic model, the open-source Boundary Element Method (BEM) code, NEMOH, is used. The HIL system consists of electric motors, connected mechanically to each other with a coupling. One of the motors is the actuator, which applies torque to the second motor according to the simulated hydrodynamic loads on the buoy. The second motor on the other hand applies a torque according to the load connected to it or torque-controlled according to a selected control strategy. In this thesis two different types of loading is used: 1) resistive load without control of the generator drive, 2) resistive and capacitive load with reactive control of the generator drive. The load resistance can be changed within a limited range as well as the sea state. Data that can be collected are the position and angular velocity of the motors, the currents to and from the two motors and the voltage over the load capacitance. The project concluded that the compensation needed for the motors to get the true hydrodynamic force has little effect when using reactive control and that a protective capacitor is be needed between the actuator motor and the power supply to protect it from reverse current. Finally, this work demonstrated the effectiveness of HIL systems to execute simulations to test and validate PTO systems in wave energy converters. The advantages are that one can create representative wave loading without the presence of water and with ease test different sea states. / Förnybara energikällor är ett hett ämne, både när det gäller klimatförändringar och den ständiga ökningen av efterfrågan av el på grund av befolkningsökning och ett mer elektrifierat samhälle. En sådan energikälla är vågenergi - en energikälla med stor potential men fortfarande relativt ny med behov av vidareutveckling. Blekinge Tekniska Högskola (BTH) vill tillsammans med Ocean Harvesting Technologies (OHT) konstruera ett skalat Hardware-In-The-Loop (HIL) system av power take-off (PTO) baserat på OHT:s vågenergiomvandlare, InfinityWEC. Syftet är att lära eleverna på BTH om hydrodynamik och HIL-simuleringar. En manual kommer också att skrivas för att hjälpa eleverna att utföra labbaktiviteterna. En modell av HIL-systemet kommer först att konstrueras i Matlab/Simulink, både med och utan WEC-Sim hydrodynamisk simuleringsverktygslåda och simuleringar kommer att köras för att förutsäga systemens beteende. För att bestämma de nödvändiga parametrarna för hydrodynamiska modellen används Boundary Element Method koden NEMOH. HIL-systemet består av elmotorer, som är mekaniskt anslutna till varandra med en koppling. En av motorerna är ställdonet, som tillämpar vridmoment på den andra motorn enligt de simulerade hydrodynamiska belastningarna på bojen. Den andra motorn tillämpar ett vridmoment enligt belastningen som är kopplad till den eller är moment reglerad enligt en vald kontrollstrategi. I denna avhandling används två olika typ av belastning: 1) resistiv belastning utan kontroll av generatorndrivdonet, 2) resistiv och kapacitive belastning med reaktiv kontroll av generatorndrivdonet. Belastningsmotståndet kan ändras inom ett visst intervall och lika så havstillståndet. Data som kan samlas in är motorernas position och vinkelhastighet, strömmen till och från de två motorerna och spänningen över last kapasitatorn. I projektet drogs slutsatsen att den kompensation som behövs för motorerna för att få den riktiga hydrodynamiska kraften har liten påverkan reaktiv kontroll används och att det behövs en skyddande kondensator mellan ställdonsmotorn och strömförsörjningen för att skydda den mot bakström. Slutligen visade detta arbete hur effektiva HIL-system är för att utföra simuleringar för att testa och validera PTO-system i vågenergiomvandlare. Fördelarna är att man kan skapa representativ vågbelastning utan närvaro av vatten och med lätthet testa olika havstillstånd.

Motormanagement Systeme im modernen Kraftfahrzeug werden zunehmend umfangreicher und komplexer. Die Steuergeräte als zentrale Komponente dieser Systeme werden in ihrer Funktionalität durch Hard- und Software bestimmt. Sie sind das Ergebnis eines langen Entwicklungs- und Fertigungsprozesses. Fahrversuche und Versuche am Motorenprüfstand zum Test von Steuergeräten sind sehr zeit- und kostenintensiv. Eine Alternative ist der Test von Steuergeräten außerhalb ihrer realen Umgebung. Das Steuergerät wird dabei auf einem Hardware-in-the-Loop-Prüfstand betrieben. Die große Zahl von Einzelfunktionen und miteinander verknüpften Funktionen des Steuergerätes erfordert einen strukturierten und reproduzierbaren Ablauf beim Test. Diese Tests sind aber erst nach Fertigstellung eines Motorprototypen möglich, da die Parameter der vorhandenen Modelle aus den gemessenen Prüfstandsdaten ermittelt werden. Eine weitere Fragestellung zu diesem Thema bezieht sich auf die Modelltiefe: Heutige Modelle basieren auf Daten, die über einem Arbeitsspiel gemittelt werden. Untersuchungen wie z.B. der Momentanbeschleunigung von Kurbelwellen sind somit nicht möglich. Aus diesem Grund untersucht diese Arbeit Strategien im Hinblick auf den modellbasierten Test von Motormanagement Systemen. Dabei wird das Potenzial zur Zeiteinsparung bei einem neuen Motormodell großer Tiefe betrachtet.

Motormanagement Systeme im modernen Kraftfahrzeug werden zunehmend umfangreicher und komplexer. Die Steuergeräte als zentrale Komponente dieser Systeme werden in ihrer Funktionalität durch Hard- und Software bestimmt. Sie sind das Ergebnis eines langen Entwicklungs- und Fertigungsprozesses. Fahrversuche und Versuche am Motorenprüfstand zum Test von Steuergeräten sind sehr zeit- und kostenintensiv. Eine Alternative ist der Test von Steuergeräten außerhalb ihrer realen Umgebung. Das Steuergerät wird dabei auf einem Hardware-in-the-Loop-Prüfstand betrieben. Die große Zahl von Einzelfunktionen und miteinander verknüpften Funktionen des Steuergerätes erfordert einen strukturierten und reproduzierbaren Ablauf beim Test. Diese Tests sind aber erst nach Fertigstellung eines Motorprototypen möglich, da die Parameter der vorhandenen Modelle aus den gemessenen Prüfstandsdaten ermittelt werden. Eine weitere Fragestellung zu diesem Thema bezieht sich auf die Modelltiefe: Heutige Modelle basieren auf Daten, die über einem Arbeitsspiel gemittelt werden. Untersuchungen wie z.B. der Momentanbeschleunigung von Kurbelwellen sind somit nicht möglich. Aus diesem Grund untersucht diese Arbeit Strategien im Hinblick auf den modellbasierten Test von Motormanagement Systemen. Dabei wird das Potenzial zur Zeiteinsparung bei einem neuen Motormodell großer Tiefe betrachtet.

La validation des systèmes Mécatroniques tels que la supervision d'une chaînede traction hybride utilise de plus en plus la simulation Hardware-in-the-Loop. Cela consiste à interconnecter des composants réels du système et des composantssimulés. On parle alors de simulation temps réel car les composants simulés doivent avoir le même comportement temporel que les réels. En d'autres termes, la simulation temps réel d'un modèle nécessite le maillage de l'évolution du temps simulé sur celle du temps réel. Sur les outils existants, l'intégration de modèles physiques représentatifs se heurte à des modèles de calculs et des contraintes temporelles pessimistes. Cette thèse propose des solutions, analytiques ou tirées d'expérimentations au sein d'IFP Energies nouvelles, pour l'implantation adéquate de la simulation temps réel de modèles physiques. Des métriques ont été introduites pourqualifier et quantifier la validité d'une simulation temps réel. Une définition des contraintes temporelles propres à la simulation temps réel a été proposée, accompagnée des règles régissant leur propagation aux calculs sous-jacents. Ces méthodes ont ensuite été déclinées en étude d'ordonnançabilité pour deux systèmes au comportement pseudo périodique : un simulateur de moteur à combustion et un contrôle moteur. Des expérimentations sur la simulation temps réel distribuée d'un moteur, intégrant des modèles phénoménologiques de combustion, ont permis de justifier et de validerles méthodes proposées. Les dégradations dues à la simulation distribuée ont été corrigées par un mécanisme d'extrapolation paramétrable dont le coût d'exécution a été étudié / Validation of Mechatronics systems such as hybrid automotive powertrains isincreasingly relying on Harware-in-the-Loop simulation. It consists in interconnecting real components to the real-time simulation of physical models, involving their timely behavior to match their real counterpart. In other words, the evolution of simulated and real time have to be meshed together. Involving representative physical models is currently hindered by both pessimistic models of computation and temporal constraints.This thesis proposes several analytical and experimental answers, carried out at IFP Energies nouvelles, toward the proper implantation of real-time simulation of physical models. Several metrics able to qualify and quantify the success of real-time simulation were proposed, as well as the definition of its dedicated timed constraints, along with the rules for their propagation toward the underlying computations involved.Then, we showed how to take advantage of the pseudo periodic behavior of two systems to reach better schedulability bounds for the real-time simulation of : a combustion engine and an engine control. The methods discussed were then accounted for and validated by several experiments, involving the distributed real-time simulation of an engine including phenomenological combustion models. Also, the perturbations induced by the distributed simulation were addressed by proposing a configurable extrapolation mechanism, taking into account its execution time

La pile à combustible (PàC) est une source d’énergie qui produit de l’électricité à partir de l’hydrogène et de l’oxygène.Elles sont très prometteuses pour la production d'énergie électrique. Néanmoins, la PàC souffre encore d’imperfections limitant ainsi sa commercialisation à grande échelle, tout particulièrement pour les applications de transport.C’est pourquoi, l’hybridation des différentes sources d’énergies est devenue une réalité pour les applications non-stationnaires telles que les véhicules tout électriques.Cependant ces applications nécessitent des solutions de gestion de l’énergie fiables prenant en compte toutes les contraintes du système électrique hybride.Par conséquent, le développement de plateforme de validation est nécessaire.Dans ce contexte, le Hardware In the Loop (HIL) est une technique très prometteuse, où une partie d’un système réel peut être remplacée par un système virtuel tout en respectant la communication entre ces sous-systèmes physiques et virtuels.Ce mémoire détaille des modèles dynamiques d'une pile à combustible échangeuse de proton (PEMFC) hybridée à des supercondensateurs.Par ailleurs, on détaille la gestion d’énergie entre ces deux sources, ainsi que le pronostic de la pile basé d’une part d’un filtre de Kalman étendu (EKF) pour l’estimation de l’état de santé (SoH) réel de la pile, et d’autre part, de la méthode Inverse First Order Reliability Method (IFORM) en vue d’estimer la durée de vie utile restante de la pile, tout cela dans une approche Hardware-In-The-Loop (HIL). / The fuel cell is a source of energy that generates electricity from hydrogen and oxygen.They are very promising candidates for the production of electric power.Nevertheless, the fuel cell still suffers from imperfections limiting its commercialization on a full scale, in particular for transport applications.This is the reason why, hybridization of different energy sources has become a reality for non-stationary applications such as all-electric vehicles.However, these applications require reliable energy management solutions that take into account all the constraints of the hybrid electrical system.Therefore, the development of validation platform is necessary.In this context, the Hardware In the Loop (HIL) is a very promising technique, where part of a real system can be replaced by a virtual system while respecting the communication between these physical and virtual subsystems.This document details the dynamic models of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) associated with supercapacitors.Furthermore, the energy management between these two sources and the prognostic of the fuel cell composed of a extenced Kalman Filter filter (EKF) for the estimation of the real state of health (SoH) of the stack and, on the other hand, of the Inverse First Order Reliability Method (IFORM) in order to estimate the remaining useful life of the stack, all implemented in an FPGA control board in a Hardware-In-The-Loop (HIL) context.

Cette thèse a été réalisée en collaboration avec la société SCLE SFE (Groupe ENGIE) et le laboratoire Laplace. Elle porte sur le développement d’une méthodologie permettant d’élaborer des modèles dits « en similitude », à échelle de puissance et de temps réduites. Ces modèles peuvent servir pour l’analyse des systèmes mais ils sont en particulier utiles pour l’expérimentation en temps réel des systèmes énergétiques. En effet, les expérimentations sont très souvent menées à échelle réduite pour des questions de taille, de coût,… Certaines parties de ces expérimentations peuvent être « émulées » (simulées physiquement par des dispositifs de puissance) d’autres étant constitués de composants physiques : on parle alors de procédure Hardware in the Loop (HIL). Même si, à la base, la démarche de réduction d’échelle a une portée générale, notre gamme d’application principale concerne les micro réseaux avec intégration de sources renouvelables intermittentes couplées à des composants de stockage. En conséquence,nos travaux se focalisent sur la mise en œuvre de modèles de similitudes en puissance/énergie/temps de sources ENR et de stockeurs. La notion de réduction de temps, nous parlerons de « temps virtuel compacté », est un des concepts clés de ces travaux. Une attention particulière est portée sur le développement d’un émulateur physique de batterie électrochimique.En effet, le stockage d’énergie est un point clé dans un micro réseau. De plus, cet élément présente de fortes non-linéarités dont la mise en similitude doit impérativement tenir compte et n’est pas triviale. Une fois ces modèles développés, on les éprouve via la mise en œuvre d’essais en expérimentation simulée par émulateurs physiques à échelle de puissance réduite et en temps virtuel compacté. Ces essais permettent par ailleurs de confronter les notions d’émulateurs «copie-modèle », pour lequel un modèle est utilisé pour reproduire le comportement du système, et d’émulateurs « copie-image », où le comportement du système est reproduit à partir d’un de ses composants réels (par exemple une cellule pour la batterie). / This thesis was carried out in collaboration with SCLE SFE (ENGIE Group) and the Laplacelaboratory. It focuses on the establishment of a methodology allowing the “similarity” modelsdevelopment, with reduced power and time scale. These models can be used for systems analysisbut they are particularly useful for real-time experimentation of energy systems. Indeed, theexperiments are often carried out on a small scale for issues of size, cost, … Some parts of theseexperiments can be "emulated" (physically simulated by power devices) while others consist ofphysical components: this is called the Hardware in the Loop (HIL) procedure. Although, initially,the downscaling approach is broad in scope, our main field of application is microgrids withintegration of intermittent renewable sources coupled with storage components. As a result, ourwork focuses on the implementation of power / energy / time similarity models of ENR sources andstorage facilities. The concept of time reduction, we will talk about "compacted virtual time", is oneof the key concepts of this work. Particular attention is paid to the development of a physicalemulator of electrochemical battery. Indeed, energy storage is a key point in microgrid. In addition,this element has strong nonlinearities whose scaling in similarity must imperatively take intoaccount and is not trivial. Once these models have been developed, they are tested through theimplementation of simulated experiments using physical emulators with reduced power scale andcompacted virtual time. These tests also make it possible to compare the concepts of "copymodel" emulators, for which a model is used to reproduce the behavior of the system, and "copyimage" emulators, where the behavior of the system is reproduced from of one of its realcomponents (for example a cell for the battery).

Advanced automatic testing is very important in development and research within the vehicle industry. Hardware-in-the-loop (HIL) systems give the ability to validate Electronic Control Units (ECUs) based on software simulation without gathering all of the physical hardware. This enables testing by providing inputs and examining the corresponding outputs of the ECUs in a simpler and safer way than in traditional physical testing. HIL offers the advantage that we can verify and validate the functions of ECUs prior to full-scale hardware production. On the contrary, because HIL systems are normally released as general-purpose test beds, it takes time to embed them into the current system. Additionally, the question of how to fill the gap between the HIL and the test environment is even more critical when the test bed is expected to be used for a long period of time without modifications. Furthermore, HIL systems are precious. It is not practical and will be considered as a waste of resource if it is used exclusively by testers. Scania’s RESI group uses Client-Server architecture to make it more flexible. The HIL system is hosted at server side while the testers operate it at client side. This architecture enables different implementations of client and server as long as a same protocol is applied, but this still does not solve the problem that the HIL is not always accessible when the testers want to debug their scripts. The testers want to find a solution to achieve this goal offline (without servers). To solve the problem, we first investigated which programming languages are used in the industry. Without doubt, there is no dominant language that ideally suits all situations, so secondly, we developed a new test environment. The new environment including “Dummy Mode” and “Mat Mode” is able to provide script validation service on basic and logic levels without servers. The result shows the Dummy mode is able to reach a higher detection rate (99.3%) on simple errors comparing to the current environment (81.3%). By reproducing and reusing the result of HIL system, Mat mode is able to identify logic errors and provide better assistance when the logic errors are found. In general, the proposed environment is able to show a better way of using HIL which makes the whole system more efficient and productive. / I fordonsindustrin ställs stora krav på avancerad automatiserad testning. För att utvärdera Electronic Control Units (ECUs) används så kallade Hardware-In-the-Loop-system (HIL) för att simulera den omkringliggande hårdvaran. Detta möjliggör enklare samt säkrare testning av ECU-komponenterna än vid traditionell fysisk testning. Med hjälp av HIL kan ECUs testas innan en fullskalig produktion sätts igång. Då HIL-system vanligtvis utvecklas för ett brett användningsområde kan det ta tid att skräddarsy dem för ett specifikt system. Ett annat viktigt problem vi ställs inför är skillnaderna mellan HIL-systemet och testmiljön, då testfallen förväntas att användas en längre tid utan förändringar. Vidare är HIL-system kostsamma. Det anses vara varken praktiskt eller ekonomiskt att låta HIL-system enbart användas av testare. Scanias RESI-grupp använder en klient-server-arkitektur för att åstadkomma flexibilitet HIL-systemet körs på serversidan medan testarna arbetar på klientsidan. Den här typen av arkitektur öppnar upp för olika implementationer på klient- samt serversida, förutsatt att samma kommunikationsprotokoll används. En nackdel med den nuvarande lösningen är att HIL-systemet inte alltid finns tillgängligt när testarna vill felsöka deras programskript. Testarna vill hitta en lösning där det går att utföra felsökningen lokalt, utan tillgång till servrar. För att kunna lösa problemet undersöktes först vilka programmeringsspråk som används inom industrin. Undersökningen visar på att det finns inget programmeringsspråk som är idealt för alla ändamål. Vidare utvecklades en ny testmiljö som tillhandahåller testlägena "Dummy Mode" samt "Mat Mode". Testmiljön kan användas för att validera programskript på grund- och logiknivå utan att kommunicera mot servrar. Resultatet visar att "Dummy Mode" detekterar upp till 99.3% av enklare typ av fel än motsvarande 81.3% i nuvarande testmiljön. Genom att reproducera och återanvända resultat av HIL-systemet kan “Mat Mode” identifiera logikfel samt ge en bättre indikation om vad felen innebär. Generellt sätt kan den föreslagna testmiljön visa på ett bättre användande av HIL, som gör hela systemet mer effektivt och produktivt.