一种增程器控制器半实物仿真测试系统及仿真测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种增程器控制器半实物仿真测试系统及仿真测试方法，包括：第一标定单元，第二标定单元，被控对象仿真单元，增程器控制器；所述第一标定单元连接所述被控对象仿真单元，所述被控对象仿真单元和增程器控制器连接，所述第二标定单元连接所述增程器控制器。本发明专利技术使用虚拟的增程器动力总成台架模型代替增程器动力总成台架，在进行增程器控制器功能调试和验证时，测试重复性好、容易实现极限工况测试，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种增程器控制器半实物仿真测试系统及仿真测试方法
本专利技术涉及汽车性能实验设备，特别是一种增程器控制器半实物仿真测试系统及仿真测试方法。
技术介绍
开发能协调控制增程器启停和发电的增程器控制器，是开发增程式电动汽车的关键环节。增程器控制器从需求分析，系统设计，硬件和软件设计、到测试和标定，是一个长期的过程。在其软件开发中，通常采取软件需求分析-软件架构设计-软件详细设计和单元构建-软件单元验证集成-软件集成和集成测试-软件合格型测试的V型开发流程的做法。其中，对于控制器应用层软件、基础软件以及硬件的集成功能测试必不可少的。目前通常的测试方法是把增程器控制器搭载在增程器动力总成台架上进行功能调试和验证，以此种方法进行增程器控制器的功能测试，开发测试周期长、测试重复性差、难以测试极限工况，且台架使用成本高。
技术实现思路
本专利技术提供一种增程器控制器半实物仿真测试系统，使用虚拟的增程器动力总成模型代替真实的增程器系统，易于无风险地创造动力总成台架极限工况和故障工况，安全性好。本专利技术的技术方案如下：一种增程器控制器半实物仿真测试系统，包括：第一标定单元，第二标定单元，被控对象仿真单元，增程器控制器；所述第一标定单元连接所述被控对象仿真单元，所述被控对象仿真单元和增程器控制器连接，所述第二标定单元连接所述增程器控制器；所述被控对象仿真单元包括依次连接的操作员模型、控制器模型和虚拟动力总成模型。控制器模型包括相互连接的虚拟控制器模型和被测控制器接口模型，所述控制器模型用于模拟增程器的发电机和发动机控制功能；虚拟总力总成模型包括增程器模型和动力总成台架模型，增程器模型用于模拟增程器运行，动力总成台架模型用于模拟动力电池和负载；操作员模型用于输出动力总成台架模型的操作行为参数，如钥匙状态、高压上下指令、紧急停机指令、需求功率指令等；本专利技术中，第一标定单元和第二标定单元都是由硬件CAN卡、INCA标定软件组成。被控对象仿真单元为半实物仿真测试系统的核心，其硬件为快速控制原型，其应用层模型为动力总成台架仿真模型，上位机为“INCA软件+硬件CAN卡”标定工具。增程器控制器为被测试控制器。测试人员根据测试用例，通过操作第一标定单元和第二标定单元，在线观测和标定被控对象仿真单元和增程器控制器，实现增程器控制器的功能测试。本专利技术中，被控对象仿真单元和增程器控制器形成的是一个闭环系统，动力总成被控对象模型采用“操作员模型+虚拟控制器模型+虚拟动力总成模型”的架构形式，操作员模型模拟操作员的操作动作，虚拟控制器模型模拟虚发电机控制器和发动机控制器的转速和扭矩控制方式，虚拟动力总成模型模拟增衡器的转速、扭矩、电流、电压和功率的变化情况。优选的，虚拟控制器模型包括虚拟发动机控制器模型和虚拟发电机控制器模型，虚拟发动机控制器模型和增程器控制器连接，虚拟发动机控制器模型通过接收增程器控制器的发动机需求转速或者发动机需求扭矩，通过PID控制实时控制喷油量，实现发动机的转速调节和扭矩调节；所述虚拟发电机控制器模型和增程器控制器连接，所述虚拟发电机控制器模型通过接收来增程器控制器的发电机需求转速或者发动机需求扭矩，通过PID控制实时控制发电机目标扭矩，实现发电机的转速调节和扭矩调节。优选的，被测控制器接口模型由硬线输入接口模型、硬线输出接口模型、CAN输入接口模型和CAN输出接口模型组成，用于实现硬件信号和CAN信号的收发功能。优选的，所述增程器模型包括发动机模型和发电机模型和曲轴模型；发动机模型内置发动机万用特性脉谱图，通过输入的喷油量信息计算出发动机输出扭矩；发电机模型内置发电机外特性脉谱图，通过输入的目标扭矩计算出发电机的输出扭矩；曲轴模型通过输入的发动机扭矩、发电机扭矩和惯量经验值计算增程器转速。优选的，动力总成台架模型包括动力电池模型和负载模型组成，动力电池模型用于计算动力电池的SOC和输出电压数据；负载模型用于计算负载消耗功率。本专利技术还提供一种仿真测试方法，采用上述一种增程器控制器半实物仿真测试系统，包括如下步骤：S1、被控对象仿真单元接收增程器控制器的信号并将传递到虚拟发动机控制器模型和虚拟发电机控制器模型中；S2、虚拟发动机控制器模型和虚拟发电机控制器模型实时计算增程器控制器的信号后将计算结果发送到发动机模型和发电机模型，发动机模型和发电机模型实时运行后得到增程器状态信息。S3、被控对象仿真单元把增程器状态信息发动到增程器控制器，实现被控对象仿真单元和增程器控制器的闭环交互；S4、第一标定单元对被控对象仿真单元的数据进行观测和标定，第二标定单元通过对增程器控制器的数据进行观测和标定，实现增程器控制器的功能测试。上述方法中，被控对象仿真单元和增程器控制器之间通过通讯CAN信号传输和硬线IO信号传输。上述方法中，所述增程器状态信息包括实际扭矩、实际转速和实际功率。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术使用虚拟的增程器动力总成模型代替真实的增程器系统，动力总成被控对象模型采用“操作员模型+虚拟控制器模型+虚拟动力总成模型”，增程器模型采用“发动机模型+曲轴模型+发电机模型”的架构形式，易于无风险地创造动力总成台架极限工况和故障工况。安全性好。2、本专利技术使用虚拟的增程器动力总成台架模型代替增程器动力总成台架，在进行增程器控制器功能调试和验证时，测试重复性好、容易实现极限工况测试，成本低。附图说明图1是本专利技术所述的一种增程器控制器半实物仿真测试系统的结构框图。图2是本专利技术所述的虚拟控制器模型的结构框图。图3是本专利技术所述的被控控制器接口模型的结构框图。图4是本专利技术所述的增程器模型的结构框图。图5是本专利技术所述的动力总成台架模型的结构框图。图中：1-第一标定单元，2-第二标定单元，3-被控对象仿真单元，31-虚拟动力总成模型，311-增程器模型，3111-发动机模型，3112-发电机模型，3113-曲轴模型，312-动力总成台架模型，3121-动力电池模型，3122-负载模型，32-控制器模型，321-虚拟控制器模型，3211-虚拟发动机控制器模型，3212-虚拟发电机控制器模型，322-被测控制器接口模型，3221-硬线输入接口模型，3222-硬线输出接口模型，3223-CAN输入接口模型，3224-CAN输出接口模型，33-操作员模型，4-增程器控制器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明：实施例1：如图1所示：一种增程器控制器半实物仿真测试系统，包括：第一标定单元1，第二标定单元2，被控对象仿真单元3，增程器控制器4；所述第一标定单元1连接所述被控对象仿真单元3，所述被控对象仿真单元3和增程器控制器4连接，所述第二标定单元2连接所述增程器控制器4；所述被控对象仿真单元3包括依次连接的操作员模型33、控制器模型32和虚拟动力总成模型31。控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增程器控制器半实物仿真测试系统，其特征在于，包括：第一标定单元(1)，第二标定单元(2)，被控对象仿真单元(3)，增程器控制器(4)；所述第一标定单元(1)连接所述被控对象仿真单元(3)，所述被控对象仿真单元(3)和增程器控制器(4)连接，所述第二标定单元(2)连接所述增程器控制器(4)；/n所述被控对象仿真单元(3)包括依次连接的操作员模型(33)、控制器模型(32)和虚拟动力总成模型(31)；/n控制器模型(32)包括相互连接的虚拟控制器模型(321)和被测控制器接口模型(322)，所述被测控制器接口模型(322)连接所述增程器控制器(4)，所述控制器模型(32)用于模拟增程器的发电机和发动机控制功能；/n虚拟总力总成模型(31)包括增程器模型(311)和动力总成台架模型(312)，增程器模型(311)用于模拟增程器运行，动力总成台架模型(312)用于模拟动力电池和负载；/n操作员模型(33)用于输出动力总成台架模型(312)的操作行为参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种增程器控制器半实物仿真测试系统，其特征在于，包括：第一标定单元(1)，第二标定单元(2)，被控对象仿真单元(3)，增程器控制器(4)；所述第一标定单元(1)连接所述被控对象仿真单元(3)，所述被控对象仿真单元(3)和增程器控制器(4)连接，所述第二标定单元(2)连接所述增程器控制器(4)；
所述被控对象仿真单元(3)包括依次连接的操作员模型(33)、控制器模型(32)和虚拟动力总成模型(31)；
控制器模型(32)包括相互连接的虚拟控制器模型(321)和被测控制器接口模型(322)，所述被测控制器接口模型(322)连接所述增程器控制器(4)，所述控制器模型(32)用于模拟增程器的发电机和发动机控制功能；
虚拟总力总成模型(31)包括增程器模型(311)和动力总成台架模型(312)，增程器模型(311)用于模拟增程器运行，动力总成台架模型(312)用于模拟动力电池和负载；
操作员模型(33)用于输出动力总成台架模型(312)的操作行为参数。


2.根据权利要求1所述的一种增程器控制器半实物仿真测试系统，其特征在于：虚拟控制器模型(321)包括虚拟发动机控制器模型(3211)和虚拟发电机控制器模型(3212)，虚拟发动机控制器模型(3211)和增程器控制器(4)连接，所述虚拟发电机控制器模型(3212)和增程器控制器(4)连接。


3.根据权利要求2所述的一种增程器控制器半实物仿真测试系统，其特征在于：被测控制器接口模型(322)由硬线输入接口模型(3221)、硬线输出接口模型(3222)、CAN输入接口模型(3223)和CAN输出接口模型(3224)组成。


4.根据权利要求3所述的一种增程器控制器半实物仿真测试系统，其特征在于：所述增程器模型(311)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周东凯，陆浩，李金达，徐远，毛正松，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45