本申請(qǐng)涉及機(jī)電系統(tǒng)驗(yàn)證，尤其涉及一種機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法和異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行半物理驗(yàn)證是確保系統(tǒng)性能與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過結(jié)合虛擬仿真與真實(shí)硬件設(shè)備，半物理驗(yàn)證能夠在真實(shí)環(huán)境下動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)的功能與響應(yīng)能力。

2、目前，機(jī)電系統(tǒng)的半物理驗(yàn)證大多是將仿真模型與部分實(shí)物集中在同一地點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。在多領(lǐng)域的機(jī)電系統(tǒng)半物理驗(yàn)證時(shí)，這種集中設(shè)備的方法不僅需要將涉及到的機(jī)電設(shè)備從不同的地方運(yùn)輸?shù)揭黄穑€需要集中搭建相應(yīng)的實(shí)物試驗(yàn)臺(tái)架，成本極高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法和異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)，用以降低半物理試驗(yàn)的平臺(tái)搭建成本。

2、具體地，本申請(qǐng)是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、本申請(qǐng)第一方面提供一種機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，所述機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法應(yīng)用于異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)；所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)用于對(duì)待驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)包括綜合管理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器以及所述待驗(yàn)證系統(tǒng)包含的所有實(shí)體設(shè)備中的多個(gè)實(shí)體設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備、所述綜合管理計(jì)算機(jī)分別通過5g通信技術(shù)與所述服務(wù)器連接；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備分布在不同地域；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上配置有所述待驗(yàn)證系統(tǒng)除所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備之外的各個(gè)其他實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的仿真模型；每個(gè)仿真模型模擬對(duì)應(yīng)的實(shí)體設(shè)備的行為，構(gòu)成該實(shí)體設(shè)備的虛擬設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備和所述虛擬設(shè)備構(gòu)成所述待驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證系統(tǒng)；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上還配置有控制器模型；所述控制器模型用于基于指定驗(yàn)證任務(wù)對(duì)所述驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；所述機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，包括：

4、所述綜合管理計(jì)算機(jī)運(yùn)行所述控制器模型，從所述服務(wù)器上獲取當(dāng)前運(yùn)算周期需要的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)；其中，所述真實(shí)狀態(tài)參數(shù)為所述多個(gè)指定設(shè)備向所述服務(wù)器上報(bào)的自身的狀態(tài)參數(shù)；所述控制器模型設(shè)置有多個(gè)運(yùn)算周期；

5、所述綜合管理計(jì)算機(jī)運(yùn)行當(dāng)前周期對(duì)應(yīng)的仿真模型，以由所述仿真模型基于所述當(dāng)前需求的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)確定虛擬設(shè)備的仿真參數(shù)，并由所述控制器模型基于所述仿真參數(shù)生成針對(duì)當(dāng)前運(yùn)算周期涉及的指定設(shè)備的控制指令；

6、所述綜合管理計(jì)算機(jī)將針對(duì)虛擬設(shè)備的控制指令傳輸給該虛擬設(shè)備對(duì)應(yīng)的仿真模型，并將針對(duì)所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備的控制指令上報(bào)給所述服務(wù)器；其中，針對(duì)所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備的控制指令攜帶所述當(dāng)前運(yùn)算周期對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳；

7、所述服務(wù)器將針對(duì)每個(gè)指定實(shí)體設(shè)備的控制指令存儲(chǔ)到該指定實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的分區(qū)；其中，不同運(yùn)算周期下的控制指令存儲(chǔ)在不同的位置；

8、每個(gè)實(shí)體設(shè)備周期性從所述服務(wù)器上對(duì)應(yīng)的分區(qū)獲取所述當(dāng)前運(yùn)算周期下的控制指令，并響應(yīng)該控制指令；

9、每個(gè)實(shí)體設(shè)備在響應(yīng)該控制指令后，將自身的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)上報(bào)給所述服務(wù)器；

10、所述服務(wù)器將每個(gè)實(shí)體設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)存儲(chǔ)到該實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的分區(qū)；以使所述綜合管理計(jì)算機(jī)在下一運(yùn)算周期內(nèi)，從所述服務(wù)器上獲取需求的真實(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。

11、本申請(qǐng)第二方面提供一種異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)，所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)用于對(duì)待驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)包括綜合管理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器以及所述待驗(yàn)證系統(tǒng)包含的所有實(shí)體設(shè)備中的多個(gè)實(shí)體設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備、所述綜合管理計(jì)算機(jī)分別通過5g通信技術(shù)與所述服務(wù)器連接；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備分布在不同地域；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上配置有所述待驗(yàn)證系統(tǒng)除所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備之外的各個(gè)其他實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的仿真模型；每個(gè)仿真模型模擬對(duì)應(yīng)的實(shí)體設(shè)備的行為，構(gòu)成該實(shí)體設(shè)備的虛擬設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備和所述虛擬設(shè)備構(gòu)成所述待驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證系統(tǒng)；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上還配置有控制器模型；所述控制器模型用于基于指定驗(yàn)證任務(wù)對(duì)所述驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；

12、所述綜合管理計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行所述控制器模型，從所述服務(wù)器上獲取當(dāng)前運(yùn)算周期需要的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)；其中，所述真實(shí)狀態(tài)參數(shù)為所述多個(gè)指定設(shè)備向所述服務(wù)器上報(bào)的自身的狀態(tài)參數(shù)；所述控制器模型設(shè)置有多個(gè)運(yùn)算周期；

13、所述綜合管理計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行當(dāng)前周期對(duì)應(yīng)的仿真模型，以由所述仿真模型基于所述當(dāng)前需求的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)確定虛擬設(shè)備的仿真參數(shù)，并由所述控制器模型基于所述仿真參數(shù)生成針對(duì)當(dāng)前運(yùn)算周期涉及的指定設(shè)備的控制指令；

14、所述綜合管理計(jì)算機(jī)，用于將針對(duì)虛擬設(shè)備的控制指令傳輸給該虛擬設(shè)備對(duì)應(yīng)的仿真模型，并將針對(duì)所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備的控制指令上報(bào)給所述服務(wù)器；其中，針對(duì)所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備的控制指令攜帶所述當(dāng)前運(yùn)算周期對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳；

15、所述服務(wù)器，用于將針對(duì)每個(gè)指定實(shí)體設(shè)備的控制指令存儲(chǔ)到該指定實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的分區(qū)；其中，不同運(yùn)算周期下的控制指令存儲(chǔ)在不同的位置；

16、每個(gè)實(shí)體設(shè)備，用于周期性從所述服務(wù)器上對(duì)應(yīng)的分區(qū)獲取所述當(dāng)前運(yùn)算周期下的控制指令，并響應(yīng)該控制指令；

17、每個(gè)實(shí)體設(shè)備，還用于在響應(yīng)該控制指令后，將自身的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)上報(bào)給所述服務(wù)器；

18、所述服務(wù)器，還用于將每個(gè)實(shí)體設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)存儲(chǔ)到該實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的分區(qū)；以使所述綜合管理計(jì)算機(jī)在下一運(yùn)算周期內(nèi)，從所述服務(wù)器上獲取需求的真實(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。

19、本申請(qǐng)?zhí)峁┑臋C(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法和異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)，第一方面，通過虛擬仿真模型替代部分實(shí)體設(shè)備，集合分布式部署的實(shí)體設(shè)備，并利用綜合管理計(jì)算機(jī)和5g通信技術(shù)，協(xié)同來組合驗(yàn)證環(huán)路，不僅可以減少實(shí)體硬件需求和維護(hù)成本，而且無需集中部署實(shí)體設(shè)備，可以利用不同地域的設(shè)備同步參與驗(yàn)證，低因設(shè)備運(yùn)輸或集中驗(yàn)證帶來的開銷，可以降低驗(yàn)證的成本；第二方面，該驗(yàn)證方法采用分布式多運(yùn)算周期設(shè)計(jì)，通過實(shí)時(shí)更新的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)與時(shí)間戳，確?？刂浦噶詈驮O(shè)備響應(yīng)的高精度同步，可以提供可靠的驗(yàn)證結(jié)果；第三方面，該異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)可以靈活添加或移除實(shí)體設(shè)備，仿真模型可隨驗(yàn)證任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠支持多種復(fù)雜工況下的驗(yàn)證任務(wù)；第四方面，該異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同地域的實(shí)體設(shè)備與綜合管理計(jì)算機(jī)的協(xié)同工作，支持跨區(qū)域的遠(yuǎn)程驗(yàn)證，可以減少因地理分散帶來的協(xié)調(diào)困難。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，所述機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法應(yīng)用于異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)；所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)用于對(duì)待驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)包括綜合管理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、以及所述待驗(yàn)證系統(tǒng)包含的所有實(shí)體設(shè)備中的多個(gè)實(shí)體設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備、所述綜合管理計(jì)算機(jī)分別通過5g通信技術(shù)與所述服務(wù)器連接；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備分布在不同地域；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上配置有所述待驗(yàn)證系統(tǒng)除所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備之外的各個(gè)其他實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的仿真模型；每個(gè)仿真模型模擬對(duì)應(yīng)的實(shí)體設(shè)備的行為，構(gòu)成該實(shí)體設(shè)備的虛擬設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備和所述虛擬設(shè)備構(gòu)成所述待驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證系統(tǒng)；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上還配置有控制器模型；所述控制器模型用于基于指定驗(yàn)證任務(wù)對(duì)所述驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；所述機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，所述實(shí)體設(shè)備和所述服務(wù)器基于約定好的端對(duì)端特殊握手協(xié)議通信；所述綜合管理計(jì)算機(jī)和所述服務(wù)器基于約定好的端對(duì)端特殊握手協(xié)議通信。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，每個(gè)實(shí)體設(shè)備從所述服務(wù)器獲取控制指令的周期相同，該周期小于一個(gè)運(yùn)算周期。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，每個(gè)實(shí)體設(shè)備上配置有5g通信客戶端；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上配置有5g通信客戶端；所述服務(wù)器上配置有5g通信服務(wù)端；每個(gè)實(shí)體設(shè)備和所述綜合管理計(jì)算機(jī)均通過該5g通信客戶端與所述服務(wù)器上的5g通信服務(wù)端通信。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，每個(gè)實(shí)體設(shè)備上配置有微控制器；每個(gè)實(shí)體設(shè)備上的微控制器與該實(shí)體設(shè)備上的5g通信客戶端通過網(wǎng)線或串口連接；所述微控制器，用于作為該實(shí)體設(shè)備上的控制器，獨(dú)立控制該實(shí)體設(shè)備。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，所述機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法用于對(duì)能量綜合管理裝置ptmu中的電動(dòng)燃油泵進(jìn)行半物理驗(yàn)證；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備包括點(diǎn)火組件、電動(dòng)燃油泵和電磁閥；所述仿真模型包括所述ptmu的系統(tǒng)模型；所述系統(tǒng)模型不包含所述點(diǎn)火組件、所述電動(dòng)燃油泵和所述電磁閥的仿真模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，所述異地半物理驗(yàn)證方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，所述機(jī)電系統(tǒng)半物理驗(yàn)證方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，其特征在于，所述機(jī)電系統(tǒng)半物理驗(yàn)證方法還包括：

10.一種異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于，所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)用于對(duì)待驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；所述異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)包括綜合管理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、以及所述待驗(yàn)證系統(tǒng)包含的所有實(shí)體設(shè)備中的多個(gè)實(shí)體設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備、所述綜合管理計(jì)算機(jī)分別通過5g通信技術(shù)與所述服務(wù)器連接；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備分布在不同地域；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上配置有所述待驗(yàn)證系統(tǒng)除所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備之外的各個(gè)其他實(shí)體設(shè)備對(duì)應(yīng)的仿真模型；每個(gè)仿真模型模擬對(duì)應(yīng)的實(shí)體設(shè)備的行為，構(gòu)成該實(shí)體設(shè)備的虛擬設(shè)備；所述多個(gè)實(shí)體設(shè)備和所述虛擬設(shè)備構(gòu)成所述待驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證系統(tǒng)；所述綜合管理計(jì)算機(jī)上還配置有控制器模型；所述控制器模型用于基于指定驗(yàn)證任務(wù)對(duì)所述驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法和異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)。本申請(qǐng)?zhí)峁┑臋C(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證方法，應(yīng)用于機(jī)電系統(tǒng)異地半物理驗(yàn)證系統(tǒng)，通過虛擬仿真模型替代部分實(shí)體設(shè)備，集合分布式部署的實(shí)體設(shè)備，并利用綜合管理計(jì)算機(jī)和5G通信技術(shù)，協(xié)同來組合驗(yàn)證環(huán)路，不僅可以減少實(shí)體硬件需求和維護(hù)成本，而且無需集中部署實(shí)體設(shè)備，可以利用不同地域的設(shè)備同步參與驗(yàn)證，低因設(shè)備運(yùn)輸或集中驗(yàn)證帶來的開銷，可以降低驗(yàn)證的成本，此外，該驗(yàn)證方法采用分布式多運(yùn)算周期設(shè)計(jì)，通過實(shí)時(shí)更新的真實(shí)狀態(tài)參數(shù)與時(shí)間戳，確?？刂浦噶詈驮O(shè)備響應(yīng)的高精度同步，可以提供可靠的驗(yàn)證結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：朱銀鋒,常誠,郭文軍,姚葉明,張自來,吉孟宇,王小平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28