CN106610895B - 一种仿真模型评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种仿真模型评估方法及装置，所述方法包括如下步骤：获取评估文件，评估文件中包括多个变量名称；在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与多个变量名称对应的变量值；将采集到的变量值和实际采集时刻写入评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值；分别计算写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值；筛选出大于预设阈值的差值，在评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量值和实际采集时刻进行标记，并将大于预设阈值的差值写入评估文件。

Description

一种仿真模型评估方法及装置

技术领域

本发明涉及软件测试领域，具体涉及一种仿真模型评估方法及装置。

背景技术

在汽车控制系统设计过程中，通常需要采用仿真模型来模拟实际硬件系统的运行状况。仿真模型是通过数字计算机、模拟计算机或混合计算机上运行的程序表达的模型。采用适当的仿真语言或程序均能够使物理模型、数学模型和结构模型变为仿真模型。关于不同控制策略或设计变量对系统的影响，或是系统受到某些扰动后可能产生的影响，最好是在系统本身上进行实验，但这并非永远可行。原因是多方面的，例如：实验费用可能是昂贵的；系统可能是不稳定的，实验可能破坏系统的平衡，造成危险；系统的时间常数很大，实验需要很长时间；待设计的系统尚不存在等。在这样的情况下，建立系统的仿真模型是有效的。

仿真模型是由大量变量组成的，在仿真模型的运行过程中变量值会发生变化，不同时刻的变量值可以反映出仿真模型是否运行正常，因此则需要软件测试人员检测不同时刻的变量值。现有的检测方法通常是在仿真模型运行中的多个时刻采集某个变量值，然后人为判断采集到的多个变量值是否有异常，这种方法需要软件测试人员进行大量而繁琐的结果对比操作，当需要检测的变量数量十分庞大时会耗费大量的人力，由此可见现有的仿真模型评估方法无法自动对大量变量进行批量评估，其评估效率较低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的汽车控制系统仿真模型评估方法无法对大量变量进行批量评估的缺陷，从而提供一种仿真模型的评估方法，包括如下步骤：获取评估文件，所述评估文件中包括多个变量名称；在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与所述多个变量名称对应的变量值；将采集到的变量值和实际采集时刻写入所述评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值；分别计算所述写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值；筛选出大于预设阈值的差值，在所述评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量值和实际采集时刻进行标记，并将所述大于预设阈值的差值写入所述评估文件中的大于预设阈值的差值对应的变量值的位置。

优选地，所述仿真模型是Simulink环境下建立的仿真模型。

优选地，所述在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与所述多个变量名称对应的变量值包括：打开所述仿真模型；分别为所述仿真模型中的每个与所述变量名称对应的变量添加Workspace模块；运行所述仿真模型；从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻。

优选地，所述从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻包括：获取变量值读取指令和采集时间读取指令；按照所述变量值读取指令和采集时间读取指令从所述工作空间中读取变量值和实际采集时刻。

优选地，所述分别计算所述写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值包括：获取预设数据文件，所述预设数据文件中包括所述多个变量名称，每个所述变量名称均对应多个预设采集时刻，每个预设采集时刻对应一个预设数值，其中，各个预设采集时刻与所述评估文件中的各个实际采集时刻相同；分别计算每个所述变量名称的相同的预设采集时刻与实际采集时刻所对应的预设数值和变量值的差值。

相应地，本发明还提供一种仿真模型评估装置，包括：获取单元，用于获取评估文件，所述评估文件中包括多个变量名称；采集单元，用于在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与所述多个变量名称对应的变量值；写入单元，用于将采集到的变量值和实际采集时刻写入所述评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值；计算单元，用于分别计算所述写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值；标记单元，用于筛选出大于预设阈值的差值，在所述评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量值和实际采集时刻进行标记，并将所述大于预设阈值的差值写入所述评估文件中的大于预设阈值的差值对应的变量值的位置。

优选地，所述仿真模型是Simulink环境下建立的仿真模型。

优选地，所述采集单元包括：所述采集单元包括：打开单元，用于打开所述仿真模型；添加单元，用于分别为所述仿真模型中的每个与所述变量名称对应的变量添加Workspace模块；运行单元，用于运行所述仿真模型；读取单元，用于从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻。

优选地，所述读取单元包括：指令获取单元，用于获取变量值读取指令和采集时间读取指令；变量值读取单元，用于按照所述变量值读取指令和采集时间读取指令从所述工作空间中读取变量值和实际采集时刻

优选地，所述计算单元包括：预设数据获取子单元，用于获取预设数据文件，所述预设数据文件中包括所述多个变量名称，每个所述变量名称均对应多个预设采集时刻，每个预设采集时刻对应一个预设数值，其中，各个所述预设采集时刻与所述评估文件中的实际采集时刻相同；差值计算子单元，用于分别计算每个所述变量名称的相同的预设采集时刻与实际采集时刻所对应的预设数值和变量值的差值。

本发明技术方案，具有如下优点：

根据本发明实施例提供的仿真模型评估方法及装置，通过将采集到的虚拟模型运行过程中的多个时刻采集与多个变量值写入评估文件，可以实现待检测变量的可视化，然后将评估文件中的各个变量值与预设数值进行比较并取差值，通过对差值的判断可以找出异常的变量值，实现了对仿真模型中大量变量的批量评估，由此可以减少人工观测变量值的操作，提高软件测试工作的效率。

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为根据本发明实施例提供的仿真模型评估方法的流程图；

图2为根据本发明实施例提供的仿真模型评估装置的结构图。

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。

本发明实施例提供一种仿真模型评估方法，该方法可以由运行仿真模型的计算机来执行，并且可以利用脚本命令自动执行所有步骤，如图1所示该方法包括如下步骤：

S1,获取评估文件，评估文件中包括多个变量名称，该文件可以是excel文件、MATLAB环境下的m文件或CANdbc文件等，其中的变量名称即为仿真模型中的待检测变量的名称。当前获取的评估文件内可以只包含变量名称，并为每个变量名称预留写入具体数值和采集时间的位置，以excel文件为例，在MATLAB环境下可以利用脚本命令xlsread(‘文件名’)来实现获取评估文件。例如有3个待检测的变量A、B、C，评估文件的内容可以如表1所示，包括变量名称A、B、C，并预留足够多的写入采集时刻的变量值的位置，例如对每个变量名称都预留两列：

表1评估文件内容S2，在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与多个变量名称对应的变量值，仿真模型在运行时，其中的变量值会随时间发生变化，本领域技术人员可以理解，不同变量的采集时刻可以是相同的，也可以是不同的，例如A的采集时刻为第1s、第2s、第3s……即从第1s开始每隔1s采集一次；B的采集时刻为第2s、第4s、第6s……即从第2s开始每隔2s采集一次。为了更清楚地说明本发明具体技术方案，本实施例以采集时刻相同为例，从第1s开始每隔1s同时采集A、B、C，第1s时，A＝99、B＝149、C＝449；在第2s时，A＝201、B＝150、C＝551；在第3s时，A＝300、B＝349、C＝650……，即从第1s开始每隔1s采集一次上述A、B、C的值。

S3，将采集到的变量值和实际采集时刻写入评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值，即将各个时刻采集的上述A、B、C的值写入上述评估文件中，写入数据后的评估文件内容如表2所示：

表2写入数据后的评估文件S4，分别计算写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值，即计算第1s时A的值(99)与预设数值的差值、计算第2s时A的值(201)与预设数值的差值、计算第3s时A的值(300)与预设数值的差值、计算第1s时B的值(149)与预设数值的差值……直至计算出所有的差值。其中的预设数值是标准数据，例如测量与上述仿真模型对应的实际装置得到的实验数值，或者理论数值。上述预设阈值可以是在执行步骤S4之前由用户输入的数值，并且用户也可以随时修改预设阈值。

S5，筛选出大于预设阈值的差值，具体地，可以将每一个写入评估文件的数值与相应的预设数值相减得到差值并取绝对值，然后分别判断每一个差值的绝对值是否大于预设阈值；对于大于预设阈值的差值，在所述评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量值和实际采集时刻进行标记，并将所述大于预设阈值的差值写入所述评估文件中的大于预设阈值的差值对应的变量值的位置；如果不存在大于预设阈值的差值，则表示仿真模型运行正常，保存评估文件即可；或者也可以逐步减小预设阈值，直至将预设阈值减小至0筛选是否有大于0的差值，以提高评估操作严谨性。

假设本次评估操作的预设阈值为1，第2s时变量B的预设值为250，通过计算可知第2s时变量B的实际值(150)与预设值(250)的差值为100，大于预设阈值，此结果表示变量B在运行过程中表现异常，然后在写入数据后的评估文件中标出变量B的变量值、采集时刻，并将上述差值100写入评估文件的相应位置，标记后的评估文件如表3所示：

表3标记后的评估文件

根据本发明实施例提供的仿真模型评估方法，通过将采集到的虚拟模型运行过程中的多个时刻采集与多个变量值写入评估文件，可以实现待检测变量的可视化，然后将评估文件中的各个变量值与预设数值进行比较并取差值，通过对差值的判断可以找出异常的变量值，实现了对仿真模型中大量变量的批量评估，由此可以减少人工观测变量值的操作，提高软件测试工作的效率。

上述方法特别适用于对Simulink环境下建立的仿真模型进行评估，Simulink环境下建立的仿真模型通常含有大量的数据信号交互，这些信号的值可以反映出仿真模型是否正常，而Simulink环境可以执行多种脚本命令，以自动执行上述方法，由此可以进一步节约人力成本，提高软件测试效率。

Simulink是MATLAB中的一个组件，因此可以使用MATLAB下的脚本命令来实现上述方法，下述脚本命令可以存于m文件中以自动执行，具体地，上述S2可以包括如下子步骤：

S21，打开仿真模型，执行脚本命令：open_system(‘仿真模型’)；

S22，分别为仿真模型中的每个与上述变量名称对应的变量添加工作空间(Workspace)模块，例如可以执行脚本命令：Add_block(‘simulink/Sinks/Workspace’,‘变量所在的模块路径’)，并为Workspace模块命名，通常以变量名称为对应的Workspace模块命名。经过本步骤处理后，仿真模型中的每一个待检测变量均被添加一个Workspace模块。

S23，运行仿真模型，即执行脚本命令：run('仿真模型')；

S24，从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻。本领域技术人员可以理解，Workspace模块能够把仿真模型运行过程中的变量值存储在MATLAB的工作空间中，并且用户可以设置仿真模型的运行时间和周期(变量值采集间隔)。由此可以使用相关的指令来从matlab工作空间中读取到变量值和实际采集时刻。

在simulink环境下，上述S24可以包括如下子步骤：

S241，获取变量值读取指令和采集时间读取指令，例如变量值采集指令为’Workspace模块名称.signal.values’，采集时间读取指令为’Workspace模块名称.time’。

S242，按照所述变量值读取指令和采集时间读取指令从所述工作空间中读取变量值和实际采集时刻。由此，针对每一个变量都可以读取到两组数据，其中一组为多个变量值，另一组为相应的多个采集时间。然后可以使用脚本命令xlswrite分别将每一个变量名称对应的上述两组数据写入到Excel文件中(评估文件)。

在simulink环境下，上述S4可以包括如下子步骤：

S41，获取预设数据文件，该文件格式与评估文件格式相同，预设数据文件中包括多个变量名称，每个变量名称均对应多个预设采集时刻，每个预设采集时刻对应一个预设数值，其中，各个预设采集时刻与评估文件中的实际采集时刻相同，预设数据文件中的格式可以如表4所示：

表4预设数据文件S42，分别计算每个变量名称的相同的预设采集时刻与实际采集时刻所对应的预设数值和变量值的差值，可以使用for语句分别对表4和表2的变量值列中的相同位置的数值计算差值，即可得到各个变量值在所有相同时刻的差值。

上述优选方案利用一个与评估文件格式相同的预设数值文件来计算上述各个差值，在计算差值时只需要将两个文件中相同位置的变量值相减即可得到各个变量值的差值，由此可以提高计算差值的效率。

本发明的另一个实施例还提供一种仿真模型评估装置，如图2所示该装置包括：

获取单元21，用于获取评估文件，评估文件中包括多个变量名称；

采集单元22，用于在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与多个变量名称对应的变量值；

写入单元23，用于将采集到的变量值和实际采集时刻写入评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值；

计算单元24，用于分别计算写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值；

标记单元25，用于筛选出大于预设阈值的差值，在评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量名称和实际采集时刻进行标记，并将大于预设阈值的差值写入评估文件。

根据本发明实施例提供的仿真模型评估装置，通过将采集到的虚拟模型运行过程中的多个时刻采集与多个变量值写入评估文件，可以实现待检测变量的可视化，然后将评估文件中的各个变量值与预设数值进行比较并取差值，通过对差值的判断可以找出异常的变量值，实现了对仿真模型中大量变量的批量评估，由此可以减少人工观测变量值的操作，提高软件测试工作的效率。

如上，该装置特别适用于对Simulink环境下建立的仿真模型进行评估，Simulink环境下建立的仿真模型通常含有大量的数据信号交互，这些信号的值可以反映出仿真模型是否正常，而Simulink环境可以执行多种脚本命令，以自动执行上述方法，由此可以进一步节约人力成本，提高软件测试效率。

优选地，采集单元21可以包括：

打开单元，用于打开仿真模型；

添加单元，用于分别为所述仿真模型中的每个与所述变量名称对应的变量添加Workspace模块；；

运行单元，用于运行仿真模型；

读取单元，用于从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻。

上述方案利用MATLAB中的Workspace模块自动读取仿真模型中变量值，由此可以提高采集变量值操作的效率。

优选地，读取单元包括：

指令获取单元，用于获取变量值读取指令和采集时间读取指令；

变量值读取单元，用于按照所述变量值读取指令和采集时间读取指令从所述工作空间中读取变量值和实际采集时刻

优选地，计算单元24可以包括：

预设数据获取子单元，用于获取预设数据文件，预设数据文件中包括多个变量名称，每个变量名称均对应多个预设采集时刻，每个预设采集时刻对应一个预设数值，其中，各个预设采集时刻与评估文件中的实际采集时刻相同；

差值计算子单元，用于分别计算每个变量名称的相同的预设采集时刻与实际采集时刻所对应的预设数值和变量值的差值。

上述优选方案利用一个与评估文件格式相同的预设数值文件来计算上述各个差值，在计算差值时只需要将两个文件中相同位置的变量值相减即可得到各个变量值的差值，由此可以提高计算差值的效率。

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。

Claims (8)

1.一种仿真模型的评估方法，所述方法采用脚本命令自动执行，其特征在于，包括如下步骤：

获取评估文件，所述评估文件中包括多个变量名称；

在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与所述多个变量名称对应的变量值；

将采集到的变量值和实际采集时刻写入所述评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值；

分别计算所述写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值；

筛选出大于预设阈值的差值，在所述评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量值和实际采集时刻进行标记，并将所述大于预设阈值的差值写入所述评估文件中的大于预设阈值的差值对应的变量值的位置；

其中，所述在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与所述多个变量名称对应的变量值包括：

打开所述仿真模型；

分别为所述仿真模型中的每个与所述变量名称对应的变量添加工作空间模块；

运行所述仿真模型；

从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真模型是Simulink环境下建立的仿真模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻包括：

获取变量值读取指令和采集时间读取指令；

按照所述变量值读取指令和采集时间读取指令从所述工作空间中读取变量值和实际采集时刻。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值包括：

获取预设数据文件，所述预设数据文件中包括所述多个变量名称，每个所述变量名称均对应多个预设采集时刻，每个预设采集时刻对应一个预设数值，其中，各个预设采集时刻与所述评估文件中的各个实际采集时刻相同；

分别计算每个所述变量名称的相同的预设采集时刻与实际采集时刻所对应的预设数值和变量值的差值。

5.一种仿真模型评估装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取评估文件，所述评估文件中包括多个变量名称；

采集单元，用于在仿真模型运行过程中的多个时刻采集与所述多个变量名称对应的变量值；

写入单元，用于将采集到的变量值和实际采集时刻写入所述评估文件中，写入信息后的评估文件中的各个变量名称均对应多个实际采集时刻，每个实际采集时刻对应一个变量值；

计算单元，用于分别计算所述写入信息后的评估文件中的各个变量值与预设数值的差值；

标记单元，用于筛选出大于预设阈值的差值，在所述评估文件中对大于预设阈值的差值对应的变量值和实际采集时刻进行标记，并将所述大于预设阈值的差值写入所述评估文件中的大于预设阈值的差值对应的变量值的位置；

其中，所述采集单元包括：

打开单元，用于打开所述仿真模型；

添加单元，用于分别为所述仿真模型中的每个与所述变量名称对应的变量添加Workspace模块；

运行单元，用于运行所述仿真模型；

读取单元，用于从工作空间中读取与所述变量名称对应的变量值和所述变量值的采集时刻。

6.根据权利要求5所述的仿真模型评估装置，其特征在于，所述仿真模型是Simulink环境下建立的仿真模型。

7.根据权利要求5所述的仿真模型评估装置，其特征在于，所述读取单元包括：

指令获取单元，用于获取变量值读取指令和采集时间读取指令；

变量值读取单元，用于按照所述变量值读取指令和采集时间读取指令从所述工作空间中读取变量值和实际采集时刻。

8.根据权利要求5所述的仿真模型评估装置，其特征在于，所述计算单元包括：

预设数据获取子单元，用于获取预设数据文件，所述预设数据文件中包括所述多个变量名称，每个所述变量名称均对应多个预设采集时刻，每个预设采集时刻对应一个预设数值，其中，各个所述预设采集时刻与所述评估文件中的实际采集时刻相同；

差值计算子单元，用于分别计算每个所述变量名称的相同的预设采集时刻与实际采集时刻所对应的预设数值和变量值的差值。