一种发射车车控系统的仿真测试方法与流程

本发明涉及发射车车控系统测试
技术领域：
，更为具体来说，本发明为一种发射车车控系统的仿真测试方法。
背景技术：
：目前，成熟的发射车车控系统能够根据操作手发出的指令而自动完成发射车伸支腿流程、发射车收支腿流程、发射筒起竖流程以及发射筒回平流程。但是，在实际研发的过程中，发射车车控系统真正安装到特种车上之前，首先需要通过地面联合试验确认车控系统的功能、性能、可靠性等是否达到要求。常规的地面联合试验是搭建实物仿真平台，该方法不需要考虑设备的实际安装位置以及尺寸大小，只要求将离散的单机连接到车控系统、保证物理通讯正常，即可进行仿真测试。但是，上述的通过实物仿真方式进行的地面联合试验存在如下缺点：(1)无法在发射车处于异常条件下进行功能验证，从而无法全面客观地分析和确认车控系统的各项指标；(2)必须搭建硬件环境，其研发成本高；(3)实物仿真测试结构复杂，再调试过程中会占用大量时间和精力，更无法保证车控系统研发进度。因此，如何更全面地对车控系统的各项指标进行测试、保证研发进度、降低研发成本，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。技术实现要素：为解决现有实物仿真形式的地面联合试验存在的对车控系统测试不全面、研发成本高、研发进度慢等缺点，本发明创新地提出了一种发射车车控系统的仿真测试方法，通过纯软件仿真的方式替代实物仿真的方式，本发明不仅能够全面地、彻底地对车控系统进行测试，还能够快速地根据要求进行调整，从而保证研发进度；另外，本发明极大节约了研发成本。为实现上述技术目的，本发明公开了一种发射车车控系统的仿真测试方法，该方法包括如下步骤，仿真测试环境的搭建：通过将发射车内的各设备及设备间的通信关系虚拟化的方式构建出仿真测试平台，将所述仿真测试平台通过usb-can转接器与can总线连接，将所述can总线与待测试的车控系统连接，将所述仿真测试平台与显示器连接，从而搭建出仿真测试环境；仿真测试平台正常时的测试：在所述仿真测试环境下，通过所述车控系统向仿真测试平台发出第一控制指令；所述仿真测试平台根据所述第一控制指令动作，然后将第一动作结果反馈给所述车控系统；仿真测试平台异常时的测试：在所述仿真测试环境下，按照发射车内的各设备历史故障概率由大到小顺序向所述仿真测试平台中的设备注入故障；注入故障后，通过所述车控系统向仿真测试平台发出第二控制指令，所述仿真测试平台根据所述第二控制指令动作，然后将第二动作结果反馈给所述车控系统。通过本发明对发射车和车控系统相关设备的功能、性能及接口的仿真方式，可摆脱必须依赖硬件设备才能完成车控系统指标验证工作的局限性。由于本发明的研制进程可以同步或早于车控系统的研制进程，所以在保证车控系统验证质量和进度方面，比实物仿真更具有优势。另外，本发明可大大提高仿真测试平台的搭建时间，可以在任何地点方便开展对目标机的测试和问题排查工作。值得一提的是，基于根据各设备历史故障概率由大到小的顺序向仿真测试平台中的设备注入故障的方式，本发明不仅有效地解决了常规的车控系统测试研发成本高、研发进度慢等缺点，而且实现了对发射车处于各种故障条件下的车控系统的测试，从而更全面的测试了车控系统的性能指标；另外，根据各设备历史故障概率由大到小的顺序向仿真测试平台中的设备注入故障，能够实现在短期内测试出车控系统的绝大部分甚至在车控系统寿命内全部性能指标，达到更有效地提高仿真测试效率的目的，从而可以忽略对小概率故障情况下的测试。进一步地，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤s11，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括开锁泵建压指令和支腿伸指令；本实施例中，通过车控系统内的主控单元发出第一控制命令。步骤s12，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿伸指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s13；如果否，则执行步骤s15；步骤s13，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测伸支腿油缸状态的传感器开或关，其中，h＝h+δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s14，将所述目标支腿高度h和传感器状态作为第一动作结果反馈给所述车控系统；步骤s15，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台正常时对伸支腿油缸动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤s21，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括开锁泵建压指令和支腿收指令；步骤s22，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿收指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s23；如果否，则执行步骤s25；步骤s23，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测收支腿油缸状态的传感器开或关，其中，h＝h－δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s24，将所述目标支腿高度h和传感器状态作为第一动作结果反馈给所述车控系统；步骤s25，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台正常时对收支腿油缸动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤31，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第一控制指令，所述第一控制指令包括起竖指令；步骤32，判断采集到的起竖指令是否有效；如果是，则执行步骤s33；如果否，则执行步骤s35；步骤33，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测起竖油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤34，将所述目标起竖角度u和传感器状态作为第一动作结果反馈给所述车控系统；步骤35，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台正常时对发射筒起竖动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤41，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第一控制指令，所述第一控制指令包括回平指令；步骤42，判断采集到的回平指令是否有效；如果是，则执行步骤s43；如果否，则执行步骤s45；步骤43，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测回平油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤44，将所述目标起竖角度u和传感器状态作为第一动作结果反馈给所述车控系统；步骤45，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台正常时对发射筒回平动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤s51，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第二控制指令，其中，所述第二控制指令包括开锁泵建压指令和支腿伸指令；步骤s52，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿伸指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s53；如果否，则执行步骤s55；步骤s53，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测伸支腿油缸状态的传感器开或关，其中，h＝h+δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s54，将所述目标支腿高度h和传感器状态作为第二动作结果反馈给所述车控系统；步骤s55，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台异常时对伸支腿油缸动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤s61，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第二控制指令，其中，所述第二控制指令包括开锁泵建压指令和支腿收指令；步骤s62，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿收指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s63；如果否，则执行步骤s65；步骤s63，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测收支腿油缸状态的传感器开或关，其中，h＝h－δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s64，将所述目标支腿高度h和传感器状态作为第二动作结果反馈给所述车控系统；步骤s65，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台异常时对收支腿油缸动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤71，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第二控制指令，所述第二控制指令包括起竖指令；步骤72，判断采集到的起竖指令是否有效；如果是，则执行步骤s73；如果否，则执行步骤s75；步骤73，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测起竖油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤74，将所述目标起竖角度u和传感器状态作为第二动作结果反馈给所述车控系统；步骤75，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台异常时对发射筒起竖动作流程的仿真。进一步地，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤81，所述仿真测试平台通过can接口采集所述车控系统发出的第二控制指令，所述第二控制指令包括回平指令；步骤82，判断采集到的回平指令是否有效；如果是，则执行步骤s83；如果否，则执行步骤s85；步骤83，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测回平油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤84，将所述目标起竖角度u和传感器状态作为第二动作结果反馈给所述车控系统；步骤85，结束本次仿真测试流程。基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地实现仿真测试平台异常时对发射筒回平动作流程的仿真。进一步地，所述车控系统接收上位机发送的仿真测试指令、解析所述仿真测试指令，并根据解析结果向仿真测试平台发出第一或第二控制指令。本发明通过上位机的控制仿真实际操作手的控制，从而达到更有效地对车控系统工作流程进行仿真的目的。本发明的有益效果为：基于上述的方案，本发明能够对发射车的多种工作流程进行仿真，包括发射车伸支腿油缸仿真、收支腿油缸仿真、起竖发射筒仿真及回平发射筒仿真等。在实现实物仿真可实现的功能的基础上，本发明极大地降低了硬件设备投入和仿真测试时间，且具有通信实时性好、可移植性强、通用性强、易根据需要进行调整等突出优点。附图说明图1为本发明发射车车控系统的仿真测试方法的流程示意图。图2为仿真测试环境结构示意图。图3为伸支腿油缸仿真流程示意图。图4为收支腿油缸仿真流程示意图。图5为起竖发射筒仿真流程示意图。图6为回平发射筒仿真流程示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本发明发射车车控系统的仿真测试方法进行详细的解释和说明。实施例一：如图1-6所示，本发明公开了一种发射车车控系统的仿真测试方法，该方法包括如下步骤，如图1-2所示，仿真测试环境的搭建：通过将发射车内的各设备及设备间的通信关系虚拟化的方式构建出仿真测试平台，将仿真测试平台通过usb-can转接器与can总线连接，将can总线与待测试的车控系统(目标机)连接，将仿真测试平台与显示器连接，仿真测试平台还可连接有鼠标、键盘等辅助操作设备，供实施车控系统仿真测试的操作人员使用，从而搭建出仿真测试环境。如图3-6所示，仿真测试平台正常时的测试：在仿真测试环境下，车控系统接收上位机发送的仿真测试指令、解析仿真测试指令，并根据解析结果向仿真测试平台发出第一控制指令；在本实施例中，通过车控系统向仿真测试平台发出第一控制指令；仿真测试平台根据第一控制指令动作，然后将第一动作结果反馈给车控系统。以上流程的实现需通过如通用单元、步进电机等下位机类设备来完成对液压阀、电磁阀的控制以及对传感器信号的采集和判断；当然，在实施本发明时，这些下位机均是基于发射车而虚拟的。具体来说，如图3所示，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤s11，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第一控制指令，其中，第一控制指令包括开锁泵建压指令和支腿伸指令。步骤s12，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿伸指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s13；如果否，即两个指令中如果任一个指令无效，则执行步骤s15；本实施例中，可按照顺序依次对开锁泵建压指令和支腿伸指令是否有效进行判断，如图3所示先判断开锁泵建压指令是否有效、后判断支腿伸指令是否有效。步骤s13，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测伸支腿油缸状态的传感器开或关，进而控制开锁泵电磁阀和支腿伸/收电磁阀，其中，h＝h+δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；本实施例中，判断目标支腿高度h是否大于第一高度阈值h0，如果是，则断开相应传感器的开关；如果否，则接通相应传感器的开关；其中，h0可选为525mm，h0具体值根据实际情况进行合理选择。步骤s14，将目标支腿高度h和传感器状态作为第一动作结果反馈给车控系统；步骤s15，结束本次仿真测试流程。具体来说，如图4所示，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤s21，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第一控制指令，其中，第一控制指令包括开锁泵建压指令和支腿收指令；步骤s22，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿收指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s23；如果否，即两个指令中如果任一个指令无效，则执行步骤s25；步骤s23，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测收支腿油缸状态的传感器开或关，进而控制开锁泵电磁阀和支腿伸/收电磁阀，其中，h＝h－δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s24，将目标支腿高度h和传感器状态作为第一动作结果反馈给车控系统；步骤s25，结束本次仿真测试流程。具体来说，如图5所示，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤31，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第一控制指令，第一控制指令包括起竖指令；步骤32，判断采集到的起竖指令是否有效；如果是，则执行步骤s33；如果否，则执行步骤s35；步骤33，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测起竖油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；本实施例中，判断目标起竖角度是否大于第一起竖角度，如果是，则断开接近开关sq1b；如果否则接通开关sq1b；然后再判断目标起竖角度是否大于第二起竖角度，如果是，则断开接近开关sq2；如果否，则接通开关sq2；本实施例中，第一起竖角度为2°，第二起竖角度为87°。步骤34，将目标起竖角度u和传感器状态作为第一动作结果反馈给车控系统；步骤35，结束本次仿真测试流程。具体来说，如图6所示，仿真测试平台正常时的测试包括如下步骤：步骤41，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第一控制指令，第一控制指令包括回平指令；步骤42，判断采集到的回平指令是否有效；如果是，则执行步骤s43；如果否，则执行步骤s45；步骤43，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测回平油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤44，将目标起竖角度u和传感器状态作为第一动作结果反馈给车控系统；步骤45，结束本次仿真测试流程。实施例二：本实施例的方案与实施例一基本相同，其区别在于：本实施例是通过注入故障后的仿真测试平台对车控系统进行测试，应当理解，本实施例中涉及到的“仿真测试平台异常”为：出于仿真测试需要而人为令仿真测试平台中的至少一个虚拟化的设备发生故障，在这种情况下对车控系统进行更全面的测试；而不应当理解为仿真测试平台意外地发生故障。本实施例具体内容如下。如图3-6所示，仿真测试平台异常时的测试：在仿真测试环境下，车控系统接收上位机发送的仿真测试指令、解析仿真测试指令，并根据解析结果向仿真测试平台发出第二控制指令，按照发射车内的各设备历史故障概率由大到小顺序向仿真测试平台中的设备注入故障；注入故障后，通过车控系统向仿真测试平台发出第二控制指令，仿真测试平台根据第二控制指令动作，然后将第二动作结果反馈给车控系统。以上流程的实现需通过如通用单元、步进电机等下位机类设备来完成对液压阀、电磁阀的控制以及对传感器信号的采集和判断；当然，在实施本发明时，这些下位机均是基于发射车而虚拟的。如图3所示，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤s51，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第二控制指令，其中，第二控制指令包括开锁泵建压指令和支腿伸指令；步骤s52，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿伸指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s53；如果否，即两个指令中如果任一个指令无效，则执行步骤s55；步骤s53，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测伸支腿油缸状态的传感器开或关，进而控制开锁泵电磁阀和支腿伸/收电磁阀，其中，h＝h+δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s54，将目标支腿高度h和传感器状态作为第二动作结果反馈给车控系统；步骤s55，结束本次仿真测试流程。如图4所示，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤s61，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第二控制指令，其中，第二控制指令包括开锁泵建压指令和支腿收指令；步骤s62，判断采集到的开锁泵建压指令和支腿收指令是否同时有效；如果是，则执行步骤s63；如果否，即两个指令中如果任一个指令无效，则执行步骤s65；步骤s63，计算目标支腿高度h，根据目标支腿高度h控制用于检测收支腿油缸状态的传感器开或关，进而控制开锁泵电磁阀和支腿伸/收电磁阀，其中，h＝h－δt×k，h为当前支腿高度，δt为时间戳，k为调高控制系数；步骤s64，将目标支腿高度h和传感器状态作为第二动作结果反馈给车控系统；步骤s65，结束本次仿真测试流程。本发明中可控传感器列表如下序号电磁阀/传感器名称代号单位1左前腿伸到位传感器sq3开/关2右前腿伸到位传感器sq4开/关3左后腿伸到位传感器sq5开/关4右后腿伸到位传感器sq6开/关5左右水平液体摆an2°(度)6流量传感器1bf1l/min7流量传感器2bf2l/min如图5所示，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤71，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第二控制指令，第二控制指令包括起竖指令；步骤72，判断采集到的起竖指令是否有效；如果是，则执行步骤s73；如果否，则执行步骤s75；步骤73，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测起竖油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤74，将目标起竖角度u和传感器状态作为第二动作结果反馈给车控系统；步骤75，结束本次仿真测试流程。如图6所示，仿真测试平台异常时的测试包括如下步骤：步骤81，仿真测试平台通过can接口采集车控系统发出的第二控制指令，第二控制指令包括回平指令；步骤82，判断采集到的回平指令是否有效；如果是，则执行步骤s83；如果否，则执行步骤s85；步骤83，计算目标起竖角度u，根据目标起竖角度u控制用于检测回平油缸状态的传感器开或关，其中，u为当前起竖角度，δt为时间戳，为起竖角度控制系数；步骤84，将目标起竖角度u和传感器状态作为第二动作结果反馈给车控系统；步骤85，结束本次仿真测试流程。本发明可控传感器的列表如下：序号电磁阀/传感器名称代号单位1发射筒收到位传感器1sq1a开/关2发射筒收到位传感器2sq1b开/关387°到位信号sq2sq2开/关4起竖角度u°(度)5起竖角度变化量δu′/s(分/秒)6流量传感器1bf1l/min7流量传感器2bf2l/min下面对本发明涉及的专业术语进行解释：车控系统：用于在发射准备时间内控制发射车完成调平起竖，在发射完毕后控制发射车完成下放撤收。主控单元：车控系统内实现调平起竖和下放撤收控制流程的控制单元。通用单元：实现车控系统信号采集和控制驱动的通用电子控制单元。起竖：将发射车筒(架)由水平状态竖立到发射角度的工步。回平：发射车筒(架)下放回归到行车状态的工步，是起竖的逆工步。伸支腿：发射车支腿伸出的工步。收支腿：发射车支腿回收的工步，是伸发射车支腿的逆工步。开锁：解除锁定机构“刚性”连接的动作。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12