專利名稱：一種離線仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及仿真技術(shù)，尤其涉及利用實車測試數(shù)據(jù)實現(xiàn)離線仿真的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車電控系統(tǒng)的功能復(fù)雜度越來越高，這使得基于模型的控制策略開發(fā)流程得到日益廣泛的應(yīng)用?？刂撇呗蚤_發(fā)流程包括需求定義、控制策略模型開發(fā)、策略仿真驗證、實車標(biāo)定等階段。在上述各階段中，控制策略模型是貫穿始終的核心元素，各個階段均圍繞其展開工作。相應(yīng)地，作為控制策略模型輸入輸出接口和參與中間計算的各個信號量，在整個流程中同樣具有非常一致的物理意義。實車標(biāo)定是控制策略開發(fā)流程的最后一個環(huán)節(jié)，在標(biāo)定過程中會記錄到大量的測試數(shù)據(jù)，對這些實車測試數(shù)據(jù)可以采用相關(guān)軟件進行分析以實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化標(biāo)定等目的。然而，在目前的開發(fā)過程中，上述流程仍存在一些不便之處。例如，如果在實車標(biāo)定中的某種工況提出對控制策略的更改需求，策略的設(shè)計、修改和優(yōu)化的過程常常是一個嘗試修改、實車驗證然后再修改、再驗證，并如此反復(fù)多次的過程。這一過程會消耗大量的時間，從而降低了整個開發(fā)流程的效率。如果能在修改后立即在計算機上仿真復(fù)現(xiàn)問題工況，則能夠提高效率。此外，實車標(biāo)定中發(fā)現(xiàn)問題的工況本身就經(jīng)常不易復(fù)現(xiàn)，而由于數(shù)據(jù)記錄設(shè)備軟硬件能力的限制，往往無法記錄下控制策略邏輯信號流的每個點。這樣，后期分析只能通過外圍數(shù)據(jù)進行，相對不易定位問題關(guān)鍵點，或者需要通過反復(fù)試驗以期再次復(fù)現(xiàn)和記錄。如果能通過外圍數(shù)據(jù)在計算機上仿真復(fù)現(xiàn)控制器當(dāng)時的計算過程，則有利于盡快解決問題。再如，實車標(biāo)定中為完成對某個功能的標(biāo)定，常需要反復(fù)進行大量試驗來嘗試不同參數(shù)組合并優(yōu)化，如果該優(yōu)化過程能部分地通過離線仿真環(huán)境在計算機上實現(xiàn)，然后再進行實車驗證，則能減少實車試驗任務(wù)量，提高效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明公開了一種離線仿真方法，包括將數(shù)據(jù)記錄文件中的信號映射到仿真模型中的輸入端口的映射步驟和對仿真環(huán)境進行配置的配置步驟，其中所述數(shù)據(jù)記錄文件中記錄的是車輛實際測得的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中在映射步驟之前，還包括對數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)進行解析的解析步驟。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法還包括改變仿真模型的標(biāo)定常數(shù)的步驟。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中對數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)進行解析的解析步驟包括:通過數(shù)據(jù)插值將數(shù)據(jù)整理成統(tǒng)一的長度。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中數(shù)據(jù)插值包括采用最近點的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中數(shù)據(jù)插值為線性插值。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中所述配置步驟包括設(shè)置仿真時間、仿真步長和仿真算法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中仿真模型為Simulink模型。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離線仿真方法，其中數(shù)據(jù)記錄文件的格式為ETAS公司定義的通用數(shù)據(jù)文件格式、文本格式或者Excel列表格式。


通過閱讀以下詳細說明，并參考附圖，可以對本發(fā)明有一個更全面的了解。附圖中:圖1示出了一種離線仿真框圖；圖2示出了具有文件格式轉(zhuǎn)換模塊的離線仿真框圖；圖3示出了具有數(shù)據(jù)長度轉(zhuǎn)換模塊的離線仿真框圖；圖4示出了具有數(shù)據(jù)文件解析模塊的離線仿真框圖；圖5示出了本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的對比。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明。需要注意的是，實施例中具體描述的特征不應(yīng)都被理解為對實現(xiàn)本發(fā)明是必要的或者唯一的，本領(lǐng)域的人員能夠理解這些特征可能是示例性的而非限定性的。圖1示出了本發(fā)明的一個實施例，用于離線仿真駕駛員急松制動的工況。模塊101表示的是數(shù)據(jù)記錄文件模塊，其內(nèi)容包括踏板值、電機轉(zhuǎn)速等等，均為實車數(shù)據(jù)，即從實際運轉(zhuǎn)的車輛上測得的數(shù)據(jù)。模塊102為急松制動仿真模塊，數(shù)據(jù)記錄文件中的信號被映射到急松制動仿真模塊的輸入。這樣，仿真的輸出可以指導(dǎo)現(xiàn)實中的車輛的設(shè)置，而在該特定設(shè)置下測得的數(shù)據(jù)又作為輸入被提供到仿真模塊中。為了準(zhǔn)確地識別上述工況，策略中涉及車速閾值、踏板值變化閾值，濾波時間常數(shù)等多個標(biāo)定量。為了實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，即避免反復(fù)進行多次“策略再設(shè)計再修改再優(yōu)化-實車驗證”這一復(fù)雜和低效的過程，實際操作中，在實車上需要連續(xù)駕駛并盡量嘗試不同的踏板工況，記錄踏板值和電機轉(zhuǎn)速。這樣，在設(shè)置離線仿真環(huán)境后，在離線環(huán)境下可以方便地改變車速閾值、踏板值變化閾值，濾波時間常數(shù)等多個標(biāo)定常數(shù)并觀察仿真模塊的輸出，最終確定最優(yōu)的標(biāo)定參數(shù)。由于仿真模塊使用的是實車數(shù)據(jù)，由此確定的標(biāo)定參數(shù)可靠性很高，幾乎不需要再重復(fù)工作。圖2示出了本發(fā)明的另外一個實施例。針對同樣的離線仿真駕駛員急松制動的工況，模塊201表示的是數(shù)據(jù)記錄文件模塊，其內(nèi)容包括踏板值、電機轉(zhuǎn)速等等。模塊202為急松制動仿真模塊，但其并不能直接以數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)為輸入。這是因為模塊201中的多種數(shù)據(jù)記錄并不是以模塊202能夠直接讀取的格式記錄的。這里不能直接讀取的原因可能有多種，例如可能是因為模塊202可能只能讀取某一特定的文件格式，如ASCII文件，而模塊201中記錄的數(shù)據(jù)中至少一部分是由ASCII文件以外的其它文件格式記錄的。常見的其它文件格式包括ETAS公司定義的通用數(shù)據(jù)文件格式(用標(biāo)定軟件INCA記錄)，或自定義的Excel列表輸入。為了解決上述文件格式匹配的問題，圖2所示的實施例中包括文件格式轉(zhuǎn)換模塊203，其作用在于將仿真模塊202所不能夠直接讀取的格式轉(zhuǎn)換成其可以直接讀取的格式。
圖3示出了本發(fā)明的又一個實施例。針對同樣的離線仿真駕駛員急松制動的工況，模塊301表示的是數(shù)據(jù)記錄文件模塊，其內(nèi)容包括踏板值、電機轉(zhuǎn)速等等。模塊302為急松制動仿真模塊，但其也并不能直接以數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)為輸入，原因是模塊302需要使用的是涉及多個物理量在相同的采樣頻率下的數(shù)據(jù)序列。而模塊301中的各種數(shù)據(jù)是由不同的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備分別獲取的，其采樣頻率一般是不相同的。這一問題可以通過對數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的改造而實現(xiàn)，特別是直接根據(jù)仿真模塊的要求而對其進行的改造。但是作為一種更易于實現(xiàn)的方式，可以提供一種數(shù)據(jù)長度轉(zhuǎn)換模塊303，其可以針對已有的數(shù)據(jù)進行處理以模擬出統(tǒng)一采樣率下的數(shù)據(jù)序列，或者說是具有統(tǒng)一(時間)長度的數(shù)據(jù)。這種處理可以通過數(shù)據(jù)插值來實現(xiàn)。對于枚舉型和布爾型變量，其取值是非連續(xù)的，因此插值可以采用最近點方法，最近點可以固定地選取在時間序列上已有的最近的之前或之后的點，或者根據(jù)相距的時間距離動態(tài)地選取之前或者之后的最近點。而對于其它取值連續(xù)的變量，則可以采用線性插值方法。當(dāng)然上述方法僅僅是作為示例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明提供的插值方式的啟發(fā)可以想到各種其它的插值方式，例如對于一些已知的呈現(xiàn)出明顯的數(shù)據(jù)分布特征的量，可以采用各種非線性插值方法。圖4示出了本發(fā)明的又一個實施例。其中，模塊401表示的是數(shù)據(jù)記錄文件模塊。模塊402為仿真模塊，而模塊403表示的是數(shù)據(jù)文件解析模塊，其包括圖2和圖3中所示的文件格式轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)長度轉(zhuǎn)換模塊的功能，也用于實現(xiàn)其它的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能以實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)和仿真模塊的輸入要求之間的匹配。這里，模塊402并不局限為仿真急松制動模塊而可以是針對任何其它問題的仿真模塊。圖5將本發(fā)明的實施例和現(xiàn)有技術(shù)進行了對比。圖中上部的系統(tǒng)501表示的是現(xiàn)有技術(shù)，下部的系統(tǒng)502表示的本發(fā)明的實施例。現(xiàn)有技術(shù)中的仿真往往是著眼于對客觀真實世界的模擬，其重點均在于建立合適的數(shù)學(xué)和物理模型，以使其對于輸入能得到最擬真的響應(yīng)。手段上采用硬件或者軟件的方式實現(xiàn)。如圖5所示，上部所表示的現(xiàn)有技術(shù)的仿真中，真實世界對仿真平臺沒有反饋。而如圖5的下半部分所示，本發(fā)明著眼于采取某種優(yōu)化的手段，將真實世界中采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到仿真環(huán)境(例如Simulink仿真環(huán)境)，具體應(yīng)用于計算、分析等，離線標(biāo)定是其中一種應(yīng)用。雖然附圖和前面的詳述中介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案和裝置，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于具體公布的實施方案，在不偏離權(quán)利要求規(guī)定的范圍的前提下，仍然可以有多種的修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種離線仿真方法，包括將數(shù)據(jù)記錄文件中的信號映射到仿真模型中的輸入端口的映射步驟和對仿真環(huán)境進行配置的配置步驟，其中所述數(shù)據(jù)記錄文件中記錄的是車輛實際測得的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的離線仿真方法，其中在映射步驟之前，還包括對數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)進行解析的解析步驟。
3.如權(quán)利要求1或2所述的離線仿真方法還包括改變仿真模型的標(biāo)定常數(shù)的步驟。
4.如權(quán)利要求1或2所述的離線仿真方法，其中對數(shù)據(jù)記錄文件中的數(shù)據(jù)進行解析的解析步驟包括: 通過數(shù)據(jù)插值將數(shù)據(jù)整理成統(tǒng)一的長度。
5.如權(quán)利要求4所述的離線仿真方法，其中數(shù)據(jù)插值包括采用最近點的方法。
6.如權(quán)利要求4所述的離線仿真方法，其中數(shù)據(jù)插值為線性插值。
7.如權(quán)利要求1或2所述的離線仿真方法，其中所述配置步驟包括設(shè)置仿真時間、仿真步長和仿真算法。
8.如權(quán)利要求1或2所述的離線仿真方法，其中仿真模型為Simulink模型。
9.如權(quán)利要求1或2所述的離線仿真方法，其中數(shù)據(jù)記錄文件的格式為ETAS公司定義的通用數(shù)據(jù)文件格式、文本格式或者Excel列表格式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離線仿真方法，包括將數(shù)據(jù)記錄文件中的信號映射到仿真模型中的輸入端口的映射步驟和對仿真環(huán)境進行配置的配置步驟。通過本發(fā)明可以快速方便地把數(shù)據(jù)導(dǎo)入模擬環(huán)境，避免反復(fù)多次的硬件在回路試驗。
文檔編號G06F17/50GK103198168SQ201210006490
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者姜辛, 周宇星, 張劍鋒, 趙沂 申請人:上海汽車集團股份有限公司