Güvenilir sistem geliştirmede döngüde donanımsal benzetim tekniğin kullanımı ve uygulaması
Using hardware-in-the-loop simulation technique in the robust system development and applications
Yazar: ERKAN DUMAN
Danışman: PROF. DR. ERHAN AKIN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Benzetim tekniği = Simulation technique ; Gerçek zamanlı benzetim = Real time simulation ; Kapı dizileri = Gate arrays

Özet:
Döngüde Donanımsal Benzetim (DDB) tekniği, Gömülü Kontrol Sistemlerinin (GKS) test aşamasında kullanılan ve donanımsal bileşenler içeren gerçek zamanlı bir benzetim tekniğidir. Diğer benzetim yöntemleri, gerçek zamanlı GKSlerinin test edilmesi için DDB tekniği kadar uygun değildir. Çünkü diğer benzetim tekniklerinde, GKS yazılımının sadece %20-30'unu oluşturan denetleyici algoritması ile diğer yazılım ve donanım bileşenleri, ayrı ve bağımsız alt sistemler olarak test edilmektedirler. DDB tekniğinde ise GKS bir bütün olarak ele alınıp en üst sistem seviyesinde değerlendirilmektedir. Bu tekniğin temel prensibi; GKS, gerçek hayatta kontrol edecekleri sistemler yerine içerisinde donanımsal bileşenler de içeren bir benzetim ortamı ile test edilebileceği düşüncesidir.Bu tezdeki temel amaç; DDB tekniği kullanılarak test edilmesi güvenlik açısından riskli ve maliyet açısından pahalı GKS sınanması için deneysel bir benzetim ortamının oluşturulmasıdır. Bu benzetim ortamı ile GKS pratik bir şekilde test edilebilmesi mümkün olacaktır. Kurulacak olan bu benzetim ortamının performansı, elektrik makineleri alanındaki bir veya daha fazla kontrol uygulaması üzerinden gösterilecektir. Bu amaç doğrultusunda; Laboratuar ortamında gerçekleştirilmesi zor olan elektrik makineleri sürücü sistemlerinin geliştirilmesine ve test edilmesine yönelik bir DDB ortamı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu benzetim ortamı, ileride daha farklı uygulamaların geliştirilmesine ve test edilmesine imkân verecek şekilde modüler bir yapıda tasarlanmıştır. Bu çalışma ile oluşturulan modüler deneysel benzetim ortamı, GKS geliştirilmesi alanında yapılan araştırmaların uygulama tarafını tamamlayacak önemli bir adımdır.

Abstract:
Hardware-in-the-loop simulation (HILS) technique is a kind of real-time simulation technique containing some hardware components that it allows us to test the real Embedded Control Systems (ECS) under different real working loads and conditions. Other simulation techniques do not allow us to test the real embedded control system as a complete system. Often the controller part, which is only about 20-30% of the ECS software, or the other software and hardware components are tested independently. HILS makes it possible to test the complete ECS as a whole in system-level.The aim of this project is to construct a HILS environment in order to perform the test processes of the controllers used in critical, hazardous and costly applications. With this simulation environment ECS can easily be tested in a practically, cheaply and unhazardous way. The performance of this simulation environment will be evaluated by implementing a few control applications in the area of the electrical drives. This system will be used to implement electrical machinery driver systems that are very difficult to be tested in laboratory environment. Moreover, the structure of the HILS environment which will be constructed in this project will be in modular form so as to test any different application in other areas in future. The mentioned simulation environment can be thought a complementary step for the other ECS projects that are only attracted to the development a new one.