CN113341769B - 一种控制算法的测试方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种控制算法的测试方法、系统及设备，总控单元获取针对目标工况的测试指令，向半实物仿真平台运行单元发送对应的启动指令，向控制算法运行单元发送目标运行信息；半实物仿真平台运行单元根据启动指令控制测试结构运行，生成对应的初始运行信息，并发送至控制算法运行单元。控制算法运行单元根据目标运行信息、初始运行信息和目标控制算法生成对应的控制指令发送至半实物仿真平台运行单元。半实物仿真平台运行单元根据控制指令控制测试结构运行，根据运行情况生成当前运行信息。总控单元利用当前运行信息、第一状态信息和第二状态信息可以判断目标控制算法是否满足预设控制要求，从而实现对控制算法在目标工况下的准确测试。

Description

一种控制算法的测试方法、系统及设备

技术领域

本申请涉及测试领域，具体涉及一种控制算法的测试方法、系统及设备。

背景技术

在磁悬浮列车中具有控制器，例如悬浮控制器、导向控制器等。控制器通过获取磁悬浮列车的运行信息，利用控制器中预先储存的控制算法进行计算，生成控制指令并发送至对应的运行结构。对应的运行结构根据接收到的控制指令调整运行方式。

目前，在磁悬浮列车的控制器的开发过程中，通常采用搭建试验台或者是建立模型的方式进行控制器中控制算法的测试。难以较为准确并且实时地实现对控制算法的测试。如何对磁悬浮列车的控制算法进行准确并且实时地测试是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种控制算法的测试方法、系统及设备，能够实现实时地对控制算法进行较为准确地测试。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种控制算法的测试方法，所述方法包括：

总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，根据所述测试指令向控制算法运行单元发送目标运行信息；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成初始运行信息；将所述初始运行信息发送至控制算法运行单元；

所述控制算法运行单元根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令；将所述控制指令发送至所述半实物仿真平台运行单元；

所述控制算法运行单元生成第一状态信息，将所述第一状态信息发送至所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成当前运行信息，将所述当前运行信息发送至所述控制算法运行单元和所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元生成第二状态信息，将所述第二状态信息发送至所述总控单元；

所述总控单元根据所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息判断所述目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求。

在一种可能的实现方式中，目标工况为目标运行工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息；所述总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，包括：

总控单元获取针对目标运行工况的测试指令，从所述测试指令中获取所述目标轨道激励信息；

所述总控单元根据所述目标轨道激励信息生成启动指令；

所述总控单元向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

在一种可能的实现方式中，所述目标工况为目标故障工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息和目标故障工况信息，所述总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，包括：

总控单元获取针对目标故障工况的测试指令，根据所述测试指令获取所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息；

所述总控单元根据所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息生成启动指令；

所述总控单元向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的所述目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的目标故障工况信息确定故障结构以及故障方式；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述故障方式控制所述故障结构运行。

在一种可能的实现方式中，所述半实物仿真平台运行单元还包括电磁铁模型，所述半实物仿真平台运行单元根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述电磁铁模型获取所述测试结构输出的电磁铁与轨道模拟结构之间的当前间隙；

所述电磁铁模型根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力；

所述电磁铁模型将所述磁铁力发送至所述测试结构，以便所述测试结构根据所述磁铁力调整所述电磁铁与所述轨道模拟结构之间的间隙。

在一种可能的实现方式中，所述半实物仿真平台运行单元还包括功率部件模型，所述方法还包括：

所述功率部件模型根据所述控制指令中的控制电压生成调整后的控制电压；

所述功率部件模型将所述调整后的控制电压发送至所述电磁铁模型；

所述电磁铁模型根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力，包括：

电磁铁模型根据所述当前间隙和所述调整后的控制电压，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力。

在一种可能的实现方式中，若所述目标控制算法不满足预设控制要求，所述方法还包括：

利用所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息对所述目标控制算法中的算法参数进行修正；

或者，

从预设控制算法中选取待测试控制算法作为更新后的目标控制算法。

在一种可能的实现方式中，所述控制算法运行单元根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令，包括：

所述控制算法运行单元将所述目标运行信息和所述初始运行信息作为目标控制算法的输入数据；

所述控制算法运行单元根据所述目标控制算法输出的控制数据生成对应的控制指令。

第二方面，本申请提供一种控制算法的测试系统，所述系统包括总控单元、半实物仿真平台运行单元和控制算法运行单元；

所述总控单元，用于获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，根据所述测试指令向控制算法运行单元发送目标运行信息；

所述半实物仿真平台运行单元，用于根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成初始运行信息；将所述初始运行信息发送至控制算法运行单元；

所述控制算法运行单元，用于根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令；将所述控制指令发送至所述半实物仿真平台运行单元；

所述控制算法运行单元，还用于生成第一状态信息，将所述第一状态信息发送至所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元，还用于根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成当前运行信息，将所述当前运行信息发送至所述控制算法运行单元和所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元，还用于生成第二状态信息，将所述第二状态信息发送至所述总控单元；

所述总控单元，还用于根据所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息判断所述目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求。

在一种可能的实现方式中，所述目标工况为目标运行工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息；

所述总控单元，具体用于获取针对目标运行工况的测试指令，从所述测试指令中获取所述目标轨道激励信息；

根据所述目标轨道激励信息生成启动指令；

向所述半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元，具体用于根据所述启动指令中的目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

在一种可能的实现方式中，所述目标工况为目标故障工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息和目标故障工况信息；

所述总控单元，具体用于获取针对目标故障工况的测试指令，根据所述测试指令获取所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息；

根据所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息生成启动指令；

向所述半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元，具体用于根据所述启动指令中的所述目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行；

根据所述启动指令中的目标故障工况信息确定故障结构以及故障方式；

根据所述故障方式控制所述故障结构运行。

在一种可能的实现方式中，所述半实物仿真平台运行单元还包括电磁铁模型；

所述电磁铁模型，用于获取所述测试结构输出的电磁铁与轨道模拟结构之间的当前间隙；

根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力；

将所述磁铁力发送至所述测试结构，以便所述测试结构根据所述磁铁力调整所述电磁铁与所述轨道模拟结构之间的间隙。

在一种可能的实现方式中，所述半实物仿真平台运行单元还包括功率部件模型；

所述功率部件模型，用于根据所述控制指令中的控制电压生成调整后的控制电压；

将所述调整后的控制电压发送至所述电磁铁模型；

所述电磁铁模型，用于根据所述当前间隙和所述调整后的控制电压，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

修正单元，用于利用所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息对所述目标控制算法中的算法参数进行修正；

或者，

更新单元，用于从预设控制算法中选取待测试控制算法作为更新后的目标控制算法。

在一种可能的实现方式中，所述控制算法运行单元，具体用于将所述目标运行信息和所述初始运行信息作为目标控制算法的输入数据；

根据所述目标控制算法输出的控制数据生成对应的控制指令。

第三方面，本申请提供一种控制算法的测试设备，包括：处理器、存储器、系统总线；

所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；

所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述任一项所述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述任一项所述的方法。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

本申请实施例提供的一种控制算法的测试方法、系统及设备，先通过总控单元获取针对目标工况的测试指令，并根据得到的测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，向控制算法运行单元发送目标运行信息。半实物仿真平台运行单元根据启动指令控制测试结构在目标工况下运行，并生成对应的初始运行信息。初始运行信息可以模拟磁悬浮列车在目标工况下生成的运行信息。半实物仿真平台运行单元将初始运行信息发送至控制算法运行单元。控制算法运行单元根据得到的目标运行信息、初始运行信息和目标控制算法生成对应的控制指令。控制指令是针对目标运行信息和初始运行信息利用控制算法生成的，通过控制指令可以实现对于在目标工况下测试结构的运行控制。控制算法运行单元将控制指令发送至半实物仿真平台运行单元，半实物仿真平台运行单元根据控制指令控制测试结构运行并生成当前运行信息。控制算法运行单元生成第一状态信息，并将第一状态信息发送至总控单元。半实物仿真平台运行单元生成第二状态信息，将第二状态信息发送至总控单元。其中，当前运行信息可以反映控制指令的调整结果，第一状态信息可以反映控制算法运行单元的计算情况，第二状态信息可以反映调整后测试结构的在目标工况下的运行情况。总控单元利用当前运行信息、第一状态信息和第二状态信息可以判断目标控制算法是否满足在目标工况下的预设控制要求。通过半实物仿真平台运行单元可以模拟列车在目标工况下的运行情况，再利用控制算法运行单元可以实现对于控制算法的测试，如此实现在目标工况下对控制算法的实时测试，并且可以通过测试指令进行多种工况下的控制算法的测试，提高了磁悬浮车辆的控制算法的测试效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种控制算法的测试方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种测试结构的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种控制算法的测试的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种半实物仿真平台运行单元的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种半实物仿真平台运行单元的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种控制算法的测试方法的流程图；

图7为本申请实施例提供的一种控制算法的测试系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，下面将先对本申请的背景技术进行说明。

发明人在对传统的磁悬浮列车的控制算法的测试过程进行研究后发现，现有的磁悬浮列车的控制算法大多是依靠搭建的试验台或者是建立的仿真模型实现测试的。对于搭建试验台的测试方式而言，搭建试验台的成本较高，并且试验台可以实现的测试工况较少，不能对控制算法进行较为全面的测试。对于建立仿真模型的测试方法而言，仿真模型需要离线进行测试，得到的测试结果不具有实时性，影响控制算法的测试结果，导致控制算法的测试不够准确。

基于此，本申请实施例提供一种控制算法的测试方法、系统及设备，先通过总控单元获取针对目标工况的测试指令，并根据得到的测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，向控制算法运行单元发送目标运行信息。半实物仿真平台运行单元根据启动指令控制测试结构在目标工况下运行，并生成对应的初始运行信息。初始运行信息可以模拟磁悬浮列车在目标工况下生成的运行信息。半实物仿真平台运行单元将初始运行信息发送至控制算法运行单元。控制算法运行单元根据得到的目标运行信息、初始运行信息和目标控制算法生成对应的控制指令。控制指令是针对目标运行信息和初始运行信息利用控制算法生成的，通过控制指令可以实现对于在目标工况下测试结构的运行控制。控制算法运行单元将控制指令发送至半实物仿真平台运行单元，半实物仿真平台运行单元根据控制指令控制测试结构运行并生成当前运行信息。控制算法运行单元生成第一状态信息，并将第一状态信息发送至总控单元。半实物仿真平台运行单元生成第二状态信息，将第二状态信息发送至总控单元。其中，当前运行信息可以反映控制指令的调整结果，第一状态信息可以反映控制算法运行单元的计算情况，第二状态信息可以反映调整后测试结构的在目标工况下的运行情况。总控单元利用当前运行信息、第一状态信息和第二状态信息可以判断目标控制算法是否满足在目标工况下的预设控制要求。通过半实物仿真平台运行单元可以模拟列车在目标工况下的运行情况，再利用控制算法运行单元可以实现对于控制算法的测试，如此实现在目标工况下对控制算法的实时测试，并且可以通过测试指令进行多种工况下的控制算法的测试，提高了磁悬浮车辆的控制算法的测试效率。

为了便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图对本申请实施例提供的一种控制算法的测试方法进行说明。

参见图1所示，该图为本申请实施例提供的一种控制算法的测试方法的流程图，该方法包括步骤S101-S107。

S101：总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，根据所述测试指令向控制算法运行单元发送目标运行信息。

针对目标工况的测试指令是用于确定在目标工况下所要进行测试方式的指令。测试指令中可以包括用户所要进行测试的目标工况、在目标工况下的需要达到的运行信息以及半实物仿真运行平台运行的信息。本申请实施例不限定测试指令的生成方式，在一种可能的实现方式中，测试指令可以是通过用户输入测试相关的信息触发生成的，也可以是用户通过选择预先设置的测试信息触发生成的。在另一种可能的实现方式中，测试指令也可以是根据预先设置的测试的相关信息自动生成的。

启动指令是用于触发半实物仿真运行平台运行的指令。启动指令中包括与半实物仿真平台运行单元运行所相关的信息。

目标运行信息为与在目标工况下磁悬浮列车所要达到的运行情况的相关信息。例如，可以为目标速度信息。在一种可能的实现方式中，目标运行信息可以通过接口设备由总控单元直接发送至控制算法运行单元。在另一种可能的实现方式中，总控单元可以先向半实物仿真平台运行单元发送目标运行信息，半实物仿真平台运行单元再向控制算法运行单元转发目标运行信息。

总控单元根据获取针对目标工况的测试指令，生成启动指令和目标运行信息。总控单元向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，向控制算法运行单元发送目标运行信息。

对于不同类型的目标工况，启动指令所包括的内容不同。本申请实施例提供两种总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令的具体实施方式，请参见下文。

S102：所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成初始运行信息；将所述初始运行信息发送至控制算法运行单元。

半实物仿真平台运行单元可以是基于半实物仿真平台建立的，半实物仿真平台运行单元中包括测试结构，测试结构具体是基于半实物仿真平台搭建而成的。测试结构可以是由实物组成的，与目标控制算法针对的运行结构相关的结构。例如，当目标控制算法是磁悬浮控制算法时，测试结构为包括磁悬浮结构的相关运行结构。当目标控制算法是导向控制算法时，测试结构为包括导向结构的相关运行结构。

在一种可能的实现方式中，参见图2所示，该图为本申请实施例提供的一种测试结构的示意图。具体的，测试结构主要可以包括轨道模拟结构、长定子、液压装置、电磁铁和空簧等结构。其中，轨道模拟结构是用于模拟轨道的，具体可以为轨道模拟台面。长定子是用于模拟磁悬浮列车中的长定子电动机。液压装置是用于驱动轨道模拟结构和长定子的。电磁铁用于模拟磁悬浮列车中的电磁铁。空簧用于模拟磁悬浮列车中电磁铁的负载。

半实物仿真平台运行单元根据获取的启动指令控制对应的测试结构运行。可以理解的是，不同种类的启动指令所对应的控制测试结构运行方式不同。对应的，基于上述不同的目标工况下内容不同的启动指令，本申请实施例提供两种半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行的具体实施方式，请参见下文。

在控制测试结构在目标工况下运行后，得到测试结构的运行结果，基于测试结构的运行结果生成初始运行信息。初始运行信息中可以包括测试结构的输出参数。

将生成的初始运行信息发送至控制算法运行单元，以便控制算法运行单元基于初始运行信息得到控制指令。

S103：所述控制算法运行单元根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令；将所述控制指令发送至所述半实物仿真平台运行单元。

控制算法运行单元在接收到半实物仿真平台运行单元发送的初始运行信息，以及总控单元发送的目标运行信息之后，利用预先储存在控制算法运行单元中的目标控制算法计算得到控制指令。

在一种可能的实现方式中，目标控制算法可以预先储存在实物板卡中。控制算法运行单元从实物板卡中读取目标控制算法，进行对目标控制算法的运行。另外，控制算法运行单元可以将目标控制算法转换为C语言或者是HDL(Hardware Description Language，硬件描述语言)进行运行

控制算法运行单元根据目标控制算法、目标运行信息和初始运行信息可以得到控制指令。控制指令用于控制半实物仿真平台运行单元控制测试结构运行。控制算法运行单元将生成的控制指令发送至半实物仿真平台运行单元，以便半实物仿真平台运行单元根据控制指令控制测试结构运行，实现对于目标控制算法的测试。

本申请实施例提供了一种所述控制算法运行单元根据所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令的具体实施方式，包括：

所述控制算法运行单元将所述目标运行信息和所述初始运行信息作为目标控制算法的输入数据；

所述控制算法运行单元根据所述目标控制算法输出的控制数据生成对应的控制指令。

控制算法运行单元将目标运行信息和初始运行信息作为目标控制算法的输入数据，通过目标控制算法进行计算，可以得到目标控制算法输出的控制数据。控制数据为所要调整的测试结构运行的具体参数，例如，电磁铁的控制电压。控制算法运行单元根据控制数据生成对应的控制指令。半实物仿真平台运行单元在获取到的控制指令之后可以对控制指令进行解析，得到控制数据，对测试结构进行对应的控制。

S104：所述控制算法运行单元生成第一状态信息，将所述第一状态信息发送至所述总控单元。

控制算法运行单元根据目标控制算法的运行情况生成对应的第一状态信息。第一状态信息中可以具有目标控制算法计算的中间过程，例如，当初始运行信息中具有电磁铁与轨道模拟结构的间隙以及长定子所对应的加速度时，第一状态信息中可以具有间隙积分、间隙微分、滤波加速度、加速度积分等等。

第一状态信息可以反映目标控制算法的计算情况。控制算法运行单元将第一状态信息发送至总控单元，以便总控单元根据第一状态信息对目标控制算法进行分析。

S105：所述半实物仿真平台运行单元根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成当前运行信息，将所述当前运行信息发送至所述控制算法运行单元和所述总控单元。

半实物仿真平台运行单元根据接收到的控制指令对测试结构进行运行控制，对测试结构的运行过程进行调整。半实物仿真平台运行单元获取利用控制指令调整后的测试结构的运行结果。可以理解的是，运行结果中具有运行调整后的测试结构的运行情况。半实物仿真平台运行单元根据得到的运行结果生成对应的当前运行信息，当前运行信息可以反映测试结构在调整后的运行情况。半实物仿真平台运行单元将当前运行信息发送至控制算法运行单元和总控单元，以便控制算法运行单元可以根据当前运行信息继续生成针对测试结构的控制指令，并且以便总控单元根据当前运行信息判断目标控制算法是否满足在目标工况下的预设的测试条件。

在一种可能的实现方式中，第二运行结果中具有电磁铁与轨道模拟结构之间的间隙，长定子对应的加速度和速度信号，控制电磁铁所需的电压和电流。

S106：所述半实物仿真平台运行单元生成第二状态信息，将所述第二状态信息发送至所述总控单元。

半实物仿真平台运行单元根据测试结构的运行情况对应的生成第二状态信息，并将第二状态信息发送至总控单元，以便总控单元对半实物仿真平台运行单元进行监控，便于对目标控制算法进行测试以及调整仿真平台的运行情况。

在一种可能的实现方式中，第二状态信息包括测试结构中各个结构的运行信息，例如，空簧、液压装置、悬浮架托臂等结构的位移情况。

S107：所述总控单元根据所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息判断所述目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求。

参见图3所示，该图为本申请实施例提供的一种控制算法的测试的示意图。

总控单元根据获取的第一状态信息、第二状态信息和当前运行信息，可以确定控制算法运行单元、半实物仿真平台运行单元的运行情况，以及利用目标控制算法得到的控制指令的调整情况。利用第一状态信息、第二状态信息和当前运行信息可以判断目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求。

其中，预设控制要求可以是针对目标控制算法预先设置的，在目标工况下的目标控制算法所要实现的控制目标。

在一种可能的实现方式中，在总控单元利用本次的第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息对目标控制算法进行是否满足在所述目标工况下的预设控制要求的判断之后，还可以返回上述S101，获取测试指令再次进行对目标控制算法的测试。

基于上述S101-S107的相关内容可知，在本申请实施例中，通过利用半实物仿真平台运行单元模拟列车的运行情况，再利用控制算法运行单元可以实现对于测试结构的控制，如此可以实现控制算法针对目标工况的实时测试。并且便于进行多种测试工况下的控制算法的测试，实现对控制算法的较为全面的测试，得到较为准确的测试结果，提高了磁悬浮车辆的控制算法的测试效率。

在一种可能的实现方式中，可以通过测试指令对运行工况进行测试。对应的，本申请实施例提供一种目标工况为目标运行工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息时，总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令的具体实施方式，具体包括以下三个步骤：

A1：总控单元获取针对目标运行工况的测试指令，从所述测试指令中获取所述目标轨道激励信息。

目标运行工况是指列车正常运行的工况。对应的，测试指令中包括目标轨道激励信息。利用目标轨道激励信息可以对磁悬浮列车的运行情况进行基本模拟。

其中，目标轨道激励信息为控制轨道模拟结构振动的信息，目标轨道激励信息中具有轨道模拟结构振动幅度和振动频率的信息。可以理解的是，目标轨道激励信息可以是从预先设置的目标运行工况下多种轨道激励信息中选取得到的。

总控单元获取针对目标运行工况的测试指令，从测试指令中获取目标轨道激励信息。

A2：所述总控单元根据所述目标轨道激励信息生成启动指令。

总控单元根据获取的目标轨道激励信息生成对应的启动指令，以便半实物仿真平台运行单元可以根据启动指令控制轨道模拟结构运行。

A3：所述总控单元向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令。

总控单元在生成对应的启动指令之后，向半实物仿真平台运行单元发送启动指令。

对应的，半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，具体包括以下步骤：

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

半实物仿真平台运行单元根据启动指令中的目标轨道激励信息，对应的控制测试结构中的轨道模拟结构运行。

在一种可能的实现方式中，测试结构中具有液压装置，半实物仿真平台运行单元可以通过控制液压装置实现对于轨道模拟结构的驱动运行。

基于上述内容可知，通过测试指令中的目标轨道激励信息，可以对磁悬浮列车的基本运行情况进行模拟，从而实现目标控制算法在列车的目标运行工况下的测试。

在另一种可能的实现方式中，还可以对故障工况进行模拟，实现目标控制算法在目标故障工况下的测试。

目标工况为目标故障工况，对应的，测试指令包括目标轨道激励信息和目标故障工况信息。目标故障工况信息中具有需要进行测试的故障工况。例如，测试结构中相邻控制器故障工况，传感器故障工况等等。

所述总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，具体包括以下三个步骤：

B1：总控单元获取针对目标故障工况的测试指令，获取所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息。

总控单元获取针对目标故障工况的测试指令，测试指令中包括目标轨道激励信息和目标故障工况信息。测试指令中的目标轨道激励信息和目标故障工况信息可以是预先从运行信息和故障工况信息中选择得到的。总控单元从测试指令中获取目标轨道激励信息和目标故障工况信息。

B2：所述总控单元根据所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息生成启动指令。

总控单元根据目标轨道激励信息和目标故障工况信息，生成对应的启动指令，以便半实物仿真平台运行单元根据启动指令对测试结构进行控制。

B3：所述总控单元向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令。

总控单元将生成的启动指令发送至半实物仿真平台运行单元。

对应的，所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，包括以下三个步骤：

C1：所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的所述目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

半实物仿真平台运行单元根据接收到的启动指令中的目标轨道激励信息，控制测试结构中的轨道模拟结构运行。轨道模拟结构为模拟磁悬浮列车的轨道运行的结构。半实物仿真平台运行单元可以对测试结构中的液压装置进行控制，实现对于轨道模拟结构的驱动。

C2：所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的目标故障工况信息确定故障结构以及故障方式。

半实物仿真平台运行单元可以根据启动指令中的目标故障工况信息确定所要模拟发生故障的故障结构，故障结构可以是测试结构中的一个或者多个结构，故障结构由目标故障工况信息确定。例如，当目标故障工况信息具体为传感器故障工况信息时，半实物仿真平台运行单元可以将测试结构中的传感器作为故障结构。

半实物仿真平台运行单元根据目标故障工况信息确定故障结构发生故障的故障方式。故障方式具体是指故障结构的故障类型，例如，故障方式可以是不稳定、损坏等等。

C3：所述半实物仿真平台运行单元根据所述故障方式控制所述故障结构运行。

半实物仿真平台运行单元可以根据目标故障工况信息采用故障方式对故障结构进行运行控制。例如，若故障方式为损坏，故障结构为传感器，则半实物仿真平台运行单元可以关闭传感器或者停止接收传感器发送的相关信息，从而实现模拟传感器损坏的故障工况。

基于上述内容可知，通过测试指令中的目标轨道激励信息和目标故障工况信息，可以对磁悬浮列车的故障工况进行模拟，从而实现目标控制算法在列车故障工况下的测试，可以对目标控制算法进行较为全面的测试，得到较为准确的测试结果。

可以理解的是，为了便于控制测试结构运行并且实现对于磁悬浮列车运行情况的模拟，半实物仿真平台运行单元中包括电磁铁模型。

电磁铁模型是用于对测试结构中的电磁铁进行控制的模型。电磁铁模型可以利用输入数据计算得到电磁铁的相关数据，以便利用电磁铁的相关数据控制测试结构中的电磁铁，实现对于磁悬浮列车中电磁铁控制方式的模拟。

参见图4所示，该图为本申请实施例提供的一种半实物仿真平台运行单元的示意图。在本申请实施例中，半实物仿真平台运行单元包括电磁铁模型和测试结构。

所述半实物仿真平台运行单元根据所述控制指令控制所述测试结构运行，具体包括以下步骤：

所述电磁铁模型获取所述测试结构输出的电磁铁与轨道模拟结构之间的当前间隙；

所述电磁铁模型根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力；

所述电磁铁模型将所述磁铁力发送至所述测试结构，以便所述测试结构根据所述磁铁力调整所述电磁铁与所述轨道模拟结构之间的间隙。

电磁铁模型获取测试结构输出的电磁铁与轨道模拟结构之间的当前间隙，获取控制指令中的控制电压。将当前间隙和控制电压作为电磁体算法模型的输入数据，通过电磁铁模型输出电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力。

进一步的，在一种可能的实现方式中，输入电磁铁模型的控制电压需要预先进行放大处理。

对应的，本申请实施例的半实物仿真平台运行单元还包括功率部件模型。参见图5所示，该图为本申请实施例提供的一种半实物仿真平台运行单元的示意图。

所述方法还包括：

所述功率部件模型根据所述控制指令中的控制电压生成调整后的控制电压；

所述功率部件模型将所述调整后的控制电压发送至所述电磁铁模型。

功率部件模型用于模拟磁悬浮列车运行系统的功率部件。功率部件模型可以将控制指令中的控制电压进行放大，生成调整后的控制电压。功率部件模型将调整后的控制电压发送至电磁铁模型中。

所述电磁铁模型根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力，包括：

电磁铁模型根据所述当前间隙和所述调整后的控制电压，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力。

电磁铁模型利用调整后的控制电压和当前间隙计算磁铁力、电磁铁电压以及电磁铁电流。

基于上述内容可知，在本申请实施例中，通过在半实物仿真平台运行单元中加入功率部件模型，可以对控制指令中的控制电压进行放大，使得电磁铁模型获取的控制电压更加准确，提高调整电磁铁和轨道模拟结构之间间隙的精度，得到更为准确的目标控制算法的测试结果。

在一种可能的实现方式中，在当目标控制算法不能满足预设控制要求时，可以对目标控制算法进行优化，或者是选取其他待测试的控制算法进行测试。

若所述目标控制算法不满足预设控制要求，参见图6所示，该图为本申请实施例提供的一种控制算法的测试方法的流程图。所述方法除上述S101-S107以外，还包括：

S108：利用所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息对所述目标控制算法中的算法参数进行修正；

或者，

从预设控制算法中选取待测试控制算法作为更新后的目标控制算法。

在当目标控制算法不能满足预设控制要求时，总控单元可以利用得到的第一状态信息、第二状态信息和当前运行信息对目标控制算法中的参数进行进一步修正。如此可以通过调整目标控制算法中的算法参数实现对于目标控制算法的优化，

此外，还可以重新选取目标控制算法。可以理解的是，可以预先设置多个预设控制算法，在当目标控制算法不能满足预设控制要求后，从预设控制算法中选取待测试控制算法作为新的目标控制算法。

在一种可能的实现方式中，在对目标控制算法中的算法参数进行修正或者更新目标控制算法之后，可以重新获取测试指令，进行下一次的目标控制算法的测试。

基于上述内容可知，在本申请实施例中，通过对目标控制算法中的算法参数进行修正，或者是更新目标控制算法，可以实现对于目标控制算法的优化或者是对多个待测试控制算法的测试，提高了控制算法测试的效率，降低了对控制算法进行测试的成本。

基于上述方法实施例提供的控制算法的测试方法，本申请实施例还提供了一种控制算法的测试系统，下面将结合附图对该控制算法的测试系统进行说明。

参见图7所示，该图为本申请实施例提供的一种控制算法的测试系统的结构示意图。如图7所示，该控制算法的测试系统包括总控单元701、半实物仿真平台运行单元702和控制算法运行单元703；

所述总控单元701，用于获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元702发送启动指令，根据所述测试指令向控制算法运行单元703发送目标运行信息；

所述半实物仿真平台运行单元702，用于根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成初始运行信息；将所述初始运行信息发送至控制算法运行单元703；

所述控制算法运行单元703，用于根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令；将所述控制指令发送至所述半实物仿真平台运行单元702；

所述控制算法运行单元703，还用于生成第一状态信息，将所述第一状态信息发送至所述总控单元701；

所述半实物仿真平台运行单元702，根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成当前运行信息，将所述当前运行信息发送至所述控制算法运行单元703和所述总控单元701；

所述半实物仿真平台运行单元702，还用于生成第二状态信息，将所述第二状态信息发送至所述总控单元701；

所述总控单元701，还用于根据所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息判断所述目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求。

在一种可能的实现方式中，所述目标工况为目标运行工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息；

所述总控单元701，具体用于获取针对目标运行工况的测试指令，从所述测试指令中获取所述目标轨道激励信息；

根据所述目标轨道激励信息生成启动指令；

向所述半实物仿真平台运行单元702发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元702，具体用于根据所述启动指令中的目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

在一种可能的实现方式中，所述目标工况为目标故障工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息和目标故障工况信息；

所述总控单元701，具体用于获取针对目标故障工况的测试指令，根据所述测试指令获取所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息；

根据所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息生成启动指令；

向所述半实物仿真平台运行单元702发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元702，具体用于根据所述启动指令中的所述目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行；

根据所述启动指令中的目标故障工况信息确定故障结构以及故障方式；

根据所述故障方式控制所述故障结构运行。

在一种可能的实现方式中，所述半实物仿真平台运行单元702包括电磁铁模型；

所述电磁铁模型，用于获取所述测试结构输出的电磁铁与轨道模拟结构之间的当前间隙；

根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力；

将所述磁铁力发送至所述测试结构，以便所述测试结构根据所述磁铁力调整所述电磁铁与所述轨道模拟结构之间的间隙。

在一种可能的实现方式中，所述半实物仿真平台运行单元702还包括功率部件模型；

所述功率部件模型，用于根据所述控制指令中的控制电压生成调整后的控制电压；

将所述调整后的控制电压发送至所述电磁铁模型；

所述电磁铁模型，用于根据所述当前间隙和所述调整后的控制电压，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

修正单元，用于利用所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息对所述目标控制算法中的算法参数进行修正；

或者，

更新单元，用于从预设控制算法中选取待测试控制算法作为更新后的目标控制算法。

在一种可能的实现方式中，所述控制算法运行单元703，具体用于将所述目标运行信息和所述初始运行信息作为目标控制算法的输入数据；

根据所述目标控制算法输出的控制数据生成对应的控制指令。

基于上述方法实施例提供的控制算法的测试方法，本申请实施例还提供了一种控制算法的测试设备，包括：处理器、存储器、系统总线；

所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；

所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述任一项所述的方法

基于上述方法实施例提供的控制算法的测试方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述任一项所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种控制算法的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，根据所述测试指令向控制算法运行单元发送目标运行信息；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成初始运行信息；将所述初始运行信息发送至控制算法运行单元；

所述控制算法运行单元根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令；将所述控制指令发送至所述半实物仿真平台运行单元；

所述控制算法运行单元生成第一状态信息，将所述第一状态信息发送至所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成当前运行信息，将所述当前运行信息发送至所述控制算法运行单元和所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元生成第二状态信息，将所述第二状态信息发送至所述总控单元；

所述总控单元根据所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息判断所述目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求；

所述目标工况为目标运行工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息；所述总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，包括：

总控单元获取针对目标运行工况的测试指令，从所述测试指令中获取所述目标轨道激励信息；

所述总控单元根据所述目标轨道激励信息生成启动指令；

所述总控单元向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标工况为目标故障工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息和目标故障工况信息，所述总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，包括：

总控单元获取针对目标故障工况的测试指令，根据所述测试指令获取所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息；

所述总控单元根据所述目标轨道激励信息和所述目标故障工况信息生成启动指令；

所述总控单元向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的所述目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述启动指令中的目标故障工况信息确定故障结构以及故障方式；

所述半实物仿真平台运行单元根据所述故障方式控制所述故障结构运行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半实物仿真平台运行单元还包括电磁铁模型，所述半实物仿真平台运行单元根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述电磁铁模型获取所述测试结构输出的电磁铁与轨道模拟结构之间的当前间隙；

所述电磁铁模型根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力；

所述电磁铁模型将所述磁铁力发送至所述测试结构，以便所述测试结构根据所述磁铁力调整所述电磁铁与所述轨道模拟结构之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述半实物仿真平台运行单元还包括功率部件模型，所述方法还包括：

所述功率部件模型根据所述控制指令中的控制电压生成调整后的控制电压；

所述功率部件模型将所述调整后的控制电压发送至所述电磁铁模型；

所述电磁铁模型根据所述控制指令中的控制电压和所述当前间隙，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力，包括：

电磁铁模型根据所述当前间隙和所述调整后的控制电压，计算得到电磁铁电压、电磁铁电流和磁铁力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述目标控制算法不满足预设控制要求，所述方法还包括：

利用所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息对所述目标控制算法中的算法参数进行修正；

或者，

从预设控制算法中选取待测试控制算法作为更新后的目标控制算法。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制算法运行单元根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令，包括：

所述控制算法运行单元将所述目标运行信息和所述初始运行信息作为目标控制算法的输入数据；

所述控制算法运行单元根据所述目标控制算法输出的控制数据生成对应的控制指令。

7.一种控制算法的测试系统，其特征在于，所述系统包括总控单元、半实物仿真平台运行单元和控制算法运行单元；

所述总控单元，用于获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，根据所述测试指令向控制算法运行单元发送目标运行信息；

所述半实物仿真平台运行单元，用于根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成初始运行信息；将所述初始运行信息发送至控制算法运行单元；

所述控制算法运行单元，用于根据所述目标运行信息、所述初始运行信息和目标控制算法生成控制指令；将所述控制指令发送至所述半实物仿真平台运行单元；

所述控制算法运行单元，还用于生成第一状态信息，将所述第一状态信息发送至所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元，还用于根据所述控制指令控制所述测试结构在所述目标工况下运行；根据所述测试结构在所述目标工况下的运行结果，生成当前运行信息，将所述当前运行信息发送至所述控制算法运行单元和所述总控单元；

所述半实物仿真平台运行单元，还用于生成第二状态信息，将所述第二状态信息发送至所述总控单元；

所述总控单元，还用于根据所述第一状态信息、所述第二状态信息和所述当前运行信息判断所述目标控制算法是否满足在所述目标工况下的预设控制要求；

所述目标工况为目标运行工况，所述测试指令包括目标轨道激励信息；所述总控单元获取针对目标工况的测试指令，根据所述测试指令向半实物仿真平台运行单元发送启动指令，包括：

总控单元，具体用于获取针对目标运行工况的测试指令，从所述测试指令中获取所述目标轨道激励信息；

所述总控单元，具体用于根据所述目标轨道激励信息生成启动指令；

所述总控单元，具体用于向半实物仿真平台运行单元发送所述启动指令；

所述半实物仿真平台运行单元，具体用于根据所述启动指令控制测试结构在所述目标工况下运行，包括：

所述半实物仿真平台运行单元，具体用于根据所述启动指令中的目标轨道激励信息控制轨道模拟结构运行。

8.一种控制算法的测试设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、系统总线；

所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；

所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1-6任一项所述的方法。

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