仿真与测试：通过Signal Builder模块生成输入信号

本文研究通过Signal Builder模块生成输入信号的方法。

1 生成输入信号

在汽车的电控软件开发中，经常会在Simulink模型内部进行单元测试。单元测试的本质就是对某一单元（可以是模型级别或者子系统级别）给一组特定的输入信号，通过Simulink仿真得到一组对应的输出信号，然后再与自己期望的输出信号进行比较，从而得出该测试用例是否通过的结论。

Signal Builder模块就是一种产生自定义的输入信号的模块。除此之外，Signal Editor、Test Sequence等模块也可以自定义输入信号，但是博主工作中用Signal Builder模块比较顺手，就在这里介绍这一种。

本文会通过简单的例子，来研究Signal Builder模块的用法，从而为以后的单元测试的学习打下基础。

2 仿真过程

2.1 搭建被测模型

1）新建一个Simulink模型，将其配置为离散求解器，仿真步长配置为0.01；

这里的仿真步长是对应的该模块的调度周期。这里要注意仿真的初始时刻和终止时刻设为0到10秒。

2）在模型中建立一个子系统，用于将车速的mps单位转换为kph单位；

3）模型内部通过一个Gain模块，将mps单位的车速信号乘以3.6，变成kph单位的信号；

至此，简单的demo模型就建立完毕了，功能就是将车速单位进行转换。例如当前车速是1m/s，输出就是3.6km/h。

2.2 搭建Signal Builder输入模块

1）新建一个Signal Builder输入模块如下：

可以观察到模块上有Group1和Signal1的字样。这表示在Signal Builder内部可以设置多个Group，其中每个Group包含多组Signal。在仿真的时候，切换不同的Group就可以达到生成不同的Signal的效果。

2）双击Signal Builder后，可以编辑其中的Group和Signal；

如果需要生成多个组，或者多个信号，可以在菜单栏的Group或者Signal中添加。

3）关于信号线的定义，只需要选中对应的线段，或者端点，就可以在下方的point中看到它的坐标；

例如上图中博主选中(4,0)点，就会显示时刻T=4，坐标值Y=0；

4）将T改成2，信号线就会变成一个斜坡；

这里就用上图的形状作为输入即速度曲线是2到4s为一个匀加速的斜坡，4到6s为1m/s的匀速。

另外，如果要在线上增加端点，操作为按住shift键，点击线段上某一位置。

5）最后，把信号线名字改掉，以及把SignalBuilder的仿真步长也改成0.01；

2.3 配置仿真log及仿真

接下来就是配置仿真log记录数据，以及开始仿真。

1）首先，将信号线连接起来；

2）在输入信号线和输出信号线上右键进行信号线log；

接着，信号线上就会出现一个类似wifi的图标；

3）点击上方的仿真按钮，接着点击右边的信号线显示；

在弹出的信号显示界面就可以选择需要显示的信号线；

这样就能观察到给定的输入信号，经过仿真后的输出是否为我们期望的输出信号；

3 总结

本文研究通过Signal Builder模块生成输入信号的方法，这种方式比较适合简单的子系统测试，或者一些实际情况下不容易达到的边界条件输入的测试。

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