一种测试环境生成方法及装置与流程

本发明涉及仿真在环测试领域，具体涉及一种测试环境生成方法及装置。

背景技术：

新能源(混合动力或纯电动)汽车被广泛认为是解决汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一，随着新能源汽车的快速发展，对其核心零部件的产品性能、可靠性要求也越来越重要。

以新能源汽车为例，整车的动力系统主要由动力电池、动力电池管理系统、驱动电机、驱动电机控制器、整车控制器(vehicle management System，VMS)组成。VMS作为该系统的核心部件，协调各个控制器之间的工作，并对其他控制器有控制作用。因此对VMS系统也提了很高的要求，加强VMS开发过程中软件的测试是非常有必要的，

目前，针对被测目标的软件测试方式包括模型在环(Model-in-the-Loop，MIL)测试、软件在环(Software-in-the-Loop，SIL)测试、硬件在环(Hardware-in-the-Loop，HIL)测试，上述测试可以尽早发现被测目标的缺陷，降低软件开发风险，缩短软件开发周期。在MIL、SIL和HIL测试中均需要使用测试环境模型，但是，在不同的测试项目中，由于被控硬件的特征参数不同，需要测试人员手动建立不同的被控 硬件仿真模型并搭建测试环境，而手动建立测试环境会耗费大量的时间，由此会降低测试效率。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的测试环境建立方式会降低被测目标的测试效率的缺陷。

有鉴于此，本发明提供一种测试环境生成方法，包括如下步骤：获取硬件特征参数；执行预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型生成模块的指令调用模型生成模块，利用所述模型生成模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型；执行所述预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型设置函数的指令调用模型设置函数，利用所述模型设置函数将所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境。

优选地，还包括：获取被测目标的类型信息；从可视化仿真工具中加载预先存储的环境模型接口；从预先存储的环境模型接口中确定与所述类型信息相关联的环境模型接口，所述测试环境通过所述环境模型接口与被测目标连接。

优选地，所述执行预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型生成模块的指令调用模型生成模块，利用所述模型生成模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型，包括：执行所述预设脚本文件中的模块调用指令调用Simulink工具的Simulink模型库以及SimPowerSystem模块库中的功能模块；利用所调用的功能模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型。

优选地，所述执行所述预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模 型设置函数的指令调用模型设置函数，利用所述模型设置函数将所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境，包括：执行所述预设脚本文件中的函数调用指令调用Simulink工具的Simulink模块的API函数；利用所调用的API函数对所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境。

优选地，所述硬件特征参数包括电池包特征参数、电池管理系统特征参数、电机特征参数、电机控制器特征参数，其中，所述电机特征参数至少包括最大功率、最高转速、最大驱动力矩和最大发电力矩，所述电池包特征参数至少包括预充接触器参数、主正极接触器参数、主负极接触器参数、电池温度值和绝缘监测电阻值；所述仿真模型包括电池包模型、电池管理系统模型、电机模型、电机控制器模型。

相应地，本发明还提供一种测试环境生成装置，包括：参数获取单元，用于获取硬件特征参数；模型生成单元，用于执行预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型生成模块的指令调用模型生成模块，利用所述模型生成模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型；环境设置单元，用于执行所述预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型设置函数的指令调用模型设置函数，利用所述模型设置函数将所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境。

优选地，还包括：类型获取单元，用于获取被测目标的类型信息；预加载单元，用于从可视化仿真工具中加载预先存储的环境模型接口；接口确定单元，用于从预先存储的环境模型接口中确定与所述类型信息相关联的环境模型接口，所述测试环境通过所述环境模型接口与被测目标连接。

优选地，所述模型生成单元包括：模块调用单元，用于执行所述预设脚本文件中的模块调用指令调用Simulink工具的Simulink模型库以及SimPowerSystem模块库中的功能模块；模块执行单元，用于利用所调用的功能模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型。

优选地，所述环境设置单元包括：函数调用单元，执行所述预设脚本文件中的函数调用指令调用Simulink工具的Simulink模块的API函数；函数执行单元，用于利用所调用的API函数对所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境。

优选地，所述硬件特征参数包括电池包特征参数、电池管理系统特征参数、电机特征参数、电机控制器特征参数，其中，所述电机特征参数至少包括最大功率、最高转速、最大驱动力矩和最大发电力矩，所述电池包特征参数至少包括预充接触器参数、主正极接触器参数、主负极接触器参数、电池温度值和绝缘监测电阻值；所述仿真模型包括电池包模型、电池管理系统模型、电机模型、电机控制器模型。

本发明利用脚本文件调用可视化仿真工具的功能模块，根据获取到的被控对象的特征参数自动建立被控对象模型，并利用脚本文件调用可视化仿真工具的功能函数，自动将所建立的模型进行连接形成测试环境，利用上述方案建立测试环境，只需用户输入被控对象的特征参数，建立和设置测试环境的操作均通过调用可视化工具的相关模块或函数来自动进行，由此本发明可提高测试效率。

本发明可根据用户输入的测试类型和被测对象的类型形象自动生成环境模型接口，所建立的测试环境可通过生成的接口与被测控制器进行通信， 由此可进一步提高测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的测试环境生成方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的测试环境生成方法中建立环境模型接口的方法的流程图；

图3本发明实施例提供的测试环境生成装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

测试环境的内容取决于被测目标和测试目的，被测目标通常是控制器，测试目的是测试控制器是否能够正确地控制和响应被控硬件的动作，由此测试环境应当包括所有的被控硬件的仿真模型。本实施例以整车控制器为例，即测试目标为整车控制器，对本发明进行详细介绍。需要说明的是， 本实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，本发明不限于用于建立整车控制器的测试环境，只要明确测试目标，以及环境中所需的硬件参数，建立任何测试环境都是可行的。

本施例提供一种测试环境生成方法，该方法可以在安装有可视化仿真工具(例如Simulink)的计算机中执行，如图1所示该方法包括如下步骤：

S1，获取硬件特征参数。对于整车控制器的测试环境而言，硬件特征参数具体可以包括电池包特征参数、电池管理系统特征参数、电机特征参数、电机控制器特征参数，上述电池包、电池管理系统、电机、电机控制器均是受整车控制器控制的对象。实际使用中，上述参数可以由用户根据测试项目需求来提供，本方案可以设置一个配置界面，引导用户按照配置界面中的栏目填写上述参数。进一步地，上述电机特征参数至少包括最大功率、最高转速、最大驱动力矩、最大发电力矩；上述电池包特征参数至少包括预充接触器参数、主正极接触器参数、主负极接触器参数、电池温度值、绝缘监测电阻值。

S2，执行预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型生成模块的指令调用模型生成模块，利用所述模型生成模块根据上述参数生成相应的仿真模型。对于整车控制器的测试环境而言，具体是：根据所述电池包特征参数生成电池包模型、根据所述电池管理系统特征参数生成电池管理系统模型、根据所述电机特征参数生成电机模型、根据所述电机控制器特征参数生成电机控制器模型。此步骤建立的模型是在可视化仿真工具中人为可见的虚拟模型，模型的功能或性能是由上述参数决定的。

需要说明的是，本发明仿真工具是指具有虚拟建模和虚拟信号传输及 处理等功能的应用程序，现有的多种仿真工具中均具有生成模型、设置模型(设置连接关系、位置、名称等)等功能模块，此步骤可以通过调用仿真工具中的各种功能模块来实现生成各种模型的目的，本领域技术人员可以理解，利用现有的各种可视化仿真工具都是可行的。

S3，执行所述预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型设置函数的指令调用模型设置函数，利用所述模型设置函数将所生成的模型进行连接，形成测试环境。对于整车控制器的测试环境而言，具体是对电池包模型、电池管理系统模型、电机模型、电机控制器模型进行连接，具体连接关系可根据实车情况进行设置。并且，还可以按照预先设置的位置信息设置各个模型的位置，以使模型间的连线更合理。上述各个模型最终连接形成测试环境，模型的具体连接关系可预先根据硬件实际情况进行设置，例如将电池管理系统模型与电池包模型相连、将电机控制器模型与电机模型相连。

上述脚本可以是设计者预先编写的文件，对于不同的可视化仿真工具，脚本文件的类型是不同的，并且不同的可视化仿真工具本身具有的模型生成模和模型设置函数也不相同，因此预设脚本中的调用指令也不相同。但本领域技术人员应当理解，针对同一种可视化仿真工具，编制好的脚本可以重复使用，只需要获取不同的特征参数即可生成不同性能的模型并对模型进行设置。

上述方法利用脚本文件调用可视化仿真工具的功能模块，根据获取到的被控对象的特征参数自动建立被控对象模型，并利用脚本文件调用可视化仿真工具的功能函数，自动将所建立的模型进行连接形成测试环境，利 用上述方案建立测试环境，只需用户输入被控对象的特征参数，建立和设置测试环境的操作均通过调用可视化工具的相关模块或函数来自动进行，由此本发明可提高测试效率。

如上所述，所建立的测试环境是一个虚拟的环境，而本发明所述的被测目标(被测整车控制器)是一个实物硬件。众所周知，虚拟模型需要通过一个仿真接口与实物硬件进行通信，该接口是一种广义的接口概念，不仅包含电气接口和电子信号接口，还包括更广泛的实际物理量(如运动量：位移，速度，加速度；力和力矩；温度；压力)接口，该接口可以用于将实际物理量转化成数值表示物理量，提供给测试环境(各个仿真模型)；也可以用于将数值表示的物理量转化为实际物理量，提供给实物硬件(整车控制器)。在本领域中，由于测试类型的不同、被测目标的不同，所以环境模型的接口也有所不同，现有的接口建立方式是由测试人员根据测试需要进行设置的。为了实现自动生成环境模型接口，如图2所示，上述方法还可以包括如下步骤：

S01，获取被测目标的类型信息，本方案可以设置一个配置界面，引导用户选择测试类型，进一步选择被测目标类型；

S02，从可视化仿真工具中加载预先存储的环境模型接口，可视化仿真工具可存储预先设置的多种与不同测试环境相对应的环境模型接口，本方案可预先加载所有的环境模型接口；

S03，从预先存储的环境模型接口中确定与类型信息相关联的环境模型接口，测试环境通过环境模型接口与被测目标连接。

上述方案可根据用户输入的测试类型和被测对象的类型形象自动生成 环境模型接口，所建立的测试环境可通过生成的接口与被测控制器进行通信，由此可进一步提高测试效率。

在本领域中，通常使用MATLAB中的Simulink工具进行建模和测试，即上述可视化仿真工具可以是Simulink工具，进一步地，上述步骤S2可以包括如下步骤：

S21，执行所述预设脚本文件中的模块调用指令调用Simulink工具的Simulink模型库以及SimPowerSystem模块库中的功能模块，例如可以调用到Simulink模型库中的Subsystem、BusCreator、BusSelector等多种基本模块，以及SimPowerSystem模块库中的Battery、Breaker、Current Source等模块，上述模块分别用于实现生成不同的模型；

S22，利用上述各种模块分别生成各种仿真模型，对于整车控制器的测试环境而言，即利用所调用的功能模块根据电池包特征参数生成电池包模型、根据电池管理系统特征参数生成电池管理系统模型、根据电机特征参数生成电机模型、根据电机控制器特征参数生成电机控制器模型。模块调用指令为Simulink中开发的接口语言，例如MATLAB中的M语言，上述脚本文件可以是用M语言编写脚本文件，执行该脚本文件中的命令即可以实现调用模块并生成模型的操作。

进一步地，上述步骤S3可以包括如下步骤：

S31，执行所述预设脚本文件中的函数调用指令调用Simulink工具的Simulink模块的API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)函数,如add_block、add_line、set_param等函数。

S32，利用所调用的API函数对各个仿真模型进行连接，形成测试环境。 对于整车控制器的测试环境而言，即对电池包模型、电池管理系统模型、电机模型、电机控制器模型进行连接。上述函数调用指令也可以是M语言编写的指令，该指令也可以写入M脚本文件中，执行该脚本中的命令即可以实现对各个模型的连接等设置。

本发明的另一个实施例还提供一种用于测试整车控制器的测试环境生成装置，该装置可以设置在安装有可视化仿真工具(例如Simulink)的计算机中，如图3所示该装置包括：

参数获取单元31，用于获取硬件特征参数。

模型生成单元32，用于执行预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型生成模块的指令调用模型生成模块，利用所述模型生成模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型；

环境设置单元33，用于执行所述预设脚本文件中的调用可视化仿真工具中的模型设置函数的指令调用模型设置函数，利用所述模型设置函数将所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境。

上述装置利用脚本文件调用可视化仿真工具的功能模块，根据获取到的被控对象的特征参数自动建立被控对象模型，并利用脚本文件调用可视化仿真工具的功能函数，自动将所建立的模型进行连接形成测试环境，利用上述方案建立测试环境，只需用户输入被控对象的特征参数，建立和设置测试环境的操作均通过调用可视化工具的相关模块或函数来自动进行，由此本发明可提高测试效率。

优选地，该装置还可以包括：

类型获取单元34，用于获取被测目标的类型信息；

预加载单元35，用于从可视化仿真工具中加载预先存储的环境模型接口；

接口确定单元36，用于从预先存储的环境模型接口中确定与所述类型信息相关联的环境模型接口，所述测试环境通过所述环境模型接口与被测目标连接。

上述方案可根据用户输入的测试类型和被测对象的类型形象自动生成环境模型接口，所建立的测试环境可通过生成的接口与被测控制器进行通信，由此可进一步提高测试效率。

优选地，上述可视化仿真工具可以是Simulink工具，模型生成单元32包括：

模块调用单元，用于调用Simulink工具的Simulink模型库以及SimPowerSystem模块库中的功能模块；

模块执行单元，用于利用所调用的功能模块根据所述硬件特征参数生成各个仿真模型。

进一步地，环境设置单元33包括：

函数调用单元，用于调用Simulink工具的Simulink模块的API函数；

函数执行单元，用于利用所调用的API函数对所述各个仿真模型进行连接，形成测试环境。

优选地，所述硬件特征参数包括电池包特征参数、电池管理系统特征参数、电机特征参数、电机控制器特征参数，其中，所述电机特征参数至少包括最大功率、最高转速、最大驱动力矩和最大发电力矩，所述电池包特征参数至少包括预充接触器参数、主正极接触器参数、主负极接触器参 数、电池温度值和绝缘监测电阻值；所述仿真模型包括电池包模型、电池管理系统模型、电机模型、电机控制器模型。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。