TTE系统实时性的测试装置、方法、设备及存储介质与流程

本发明涉及网络传输，具体涉及一种tte系统实时性的测试装置、方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、时间触发以太网(time triggered ethernet，tte)是一种将传统以太网和时间触发通信相结合的网络架构，tte将时间触发技术的确定性、容错机制和实时性能同经典以太网的灵活性、动态性能相结合，为同步的、高度可靠嵌入式计算与网络、容错设计提供支持。tte标准可以广泛应用于航天、航空以及汽车领域，可以满足控制系统高实时性的要求。

2、tte系统主要由端系统和中心交换机组成，上位机通过串口或网口配置各个节点的同步参数和时间调度表。tte系统完成同步后，各个端系统通过中心交换机按照时间调度表信息来完成业务帧的数据交互。端系统发送tt数据帧时，支持同一时刻从两个冗余网口发送同一数据帧（误差纳秒级）。根据调度表，分别经过两个tte交换机转发后，目的端系统可分别从两个冗余网口同时接收到相同数据帧（误差纳秒级）。根据tte标准，接收端根据去冗余算法，只接收处理一个数据帧即可，如此可实现链路级故障保护，任意一条物理链路或者交换机故障，都不影响业务通信。

3、tte网络中各个节点通过发送协议控制帧（pcf帧）来实现时钟同步控制，从而确保网络上所有端系统和交换机的本地时钟同步，为下一步的tt数据传输做好准备，但是目前tte系统实时性缺乏有效的测试装置以及测试方法。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述不足，本发明提供一种tte系统实时性的测试装置、方法、设备及存储介质，有效解决tte系统实时性缺乏有效的测试装置以及测试方法的问题。

2、第一方面，本发明提供一种tte系统实时性的测试装置，所述测试装置包括tte测试模块和倒立摆，其中：

3、所述tte测试模块包括角位移感应单元、电机控制单元和通信单元，所述角位移感应单元与所述倒立摆的角位移传感器连接，其中：所述角位移感应单元用于获取倒立摆摆杆的角度参数，并传输至tte网络系统；

4、所述通信单元与tte网络系统的端系统连接，所述tte网络系统的端系统包括第一端系统和第二端系统，其中：所述通信单元用于传输所述倒立摆摆杆的角度参数；所述第一端系统用于将所述倒立摆摆杆的角度参数封装成tt数据帧；所述第二端系统用于根据所述tt数据帧获得所述倒立摆摆杆的角度参数；

5、所述电机控制单元与所述倒立摆的电机连接，其中：所述电机控制单元用于获取所述角位移传感器的位置参数，接收所述第二端系统发送的所述倒立摆摆杆的角度参数，计算获得电机驱动参数并驱动所述电机，所述电机用于带动所述倒立摆摆杆，根据所述倒立摆摆杆是否保持直立稳定状态确定tte网络系统的实时性。

6、进一步的，所述通信单元包括第一通信单元和第二通信单元，所述第一通信单元连接所述第一端系统，所述第二通信单元连接所述第二端系统。

7、进一步的，所述第一端系统和所述第二端系统配置虚链路，所述虚链路用于传输所述倒立摆摆杆的角度参数的数据流。

8、进一步的，所述角位移感应单元包括模数接口，所述模数接口连接所述倒立摆的角位移传感器，所述模数接口还连接所述第一通信单元。

9、进一步的，所述电机控制单元包括电机接口，所述电机接口连接所述电机的编码器，所述电机接口还连接所述第二通信单元。

10、第二方面，本发明提供一种tte系统实时性的测试方法，应用于本发明第一方面所述的tte系统实时性的测试装置，所述方法包括：

11、角位移感应单元获取倒立摆摆杆的角度参数，将所述倒立摆摆杆的角度参数传输至所述第一端系统；

12、所述第一端系统将所述倒立摆摆杆的角度参数作为载荷，并封装成tt数据帧发送至第二端系统；

13、所述第二端系统根据所述tt数据帧获取所述倒立摆摆杆的角度参数，并将所述倒立摆摆杆的角度参数发送至电机控制单元；

14、所述电机控制单元获取倒立摆的角位移传感器的位置参数，结合所述倒立摆摆杆的角度参数计算获得电机驱动参数；

15、所述电机控制单元将所述电机驱动参数发送至倒立摆的电机，驱动所述电机运转，通过倒立摆摆杆是否保持直立稳定状态确定tte网络系统的实时性。

16、进一步的，所述通过倒立摆摆杆是否保持直立稳定状态确定tte网络系统的实时性，包括：

17、若所述倒立摆摆杆保持直立稳定状态，则确定所述tte网络系统的实时性高；

18、若所述倒立摆摆杆无法保持直立稳定状态，则确定所述tte网络系统的实时性低。

19、进一步的，所述电机驱动参数采用稳摆控制算法计算获得，所述稳摆控制算法至少包括pid算法和lqr控制算法。

20、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现如本发明第二方面所述的tte系统实时性的测试方法的步骤。

21、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第二方面所述的tte系统实时性的测试方法的步骤。

22、本发明提供的tte系统实时性的测试装置、方法、设备及存储介质，引入倒立摆装置，利用专用的tte实时性测试模块，可以有效验证任意tte系统的实时性；同时也可以在tte系统中嵌入设计了一套完整的倒立摆的控制器程序，从而有效验证该tte系统的实时性。通过该测试方法，根据倒立摆摆杆是否可以持久保持直立稳定的状态，从而确定tte系统的实时性的高低，若倒立摆摆杆持久保持直立稳定状态，则确定tte网络系统的实时性高，否则确定tte网络系统的实时性低，装置结构简单，测试方法简明。

技术特征：

1.一种tte系统实时性的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括tte测试模块和倒立摆，其中：

2.根据权利要求1所述的tte系统实时性的测试装置，其特征在于，所述通信单元包括第一通信单元和第二通信单元，所述第一通信单元连接所述第一端系统，所述第二通信单元连接所述第二端系统。

3.根据权利要求1所述的tte系统实时性的测试装置，其特征在于，所述第一端系统和所述第二端系统配置虚链路，所述虚链路用于传输所述倒立摆摆杆的角度参数的数据流。

4.根据权利要求2所述的tte系统实时性的测试装置，其特征在于，所述角位移感应单元包括模数接口，所述模数接口连接所述倒立摆的角位移传感器，所述模数接口还连接所述第一通信单元。

5.根据权利要求2所述的tte系统实时性的测试装置，其特征在于，所述电机控制单元包括电机接口，所述电机接口连接所述电机的编码器，所述电机接口还连接所述第二通信单元。

6.一种tte系统实时性的测试方法，应用于权利要求1-5任一项所述的tte系统实时性的测试装置，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的tte系统实时性的测试方法，其特征在于，所述通过倒立摆摆杆是否保持直立稳定状态确定tte网络系统的实时性，包括：

8.根据权利要求6所述的tte系统实时性的测试方法，其特征在于，所述电机驱动参数采用稳摆控制算法计算获得，所述稳摆控制算法至少包括pid算法和lqr控制算法。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序实现如权利要求6至8任一项所述的tte系统实时性的测试方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至8任一项所述的tte系统实时性的测试方法的步骤。

技术总结本发明提供一种TTE系统实时性的测试装置、方法、设备及存储介质，该测试装置包括：TTE测试模块和倒立摆，TTE测试模块包括角位移感应单元、电机控制单元和通信单元，角位移感应单元与倒立摆的角位移传感器连接，角位移感应单元获取倒立摆摆杆的角度参数，通信单元与TTE网络系统的端系统连接，用于传输倒立摆摆杆的角度参数至TTE网络系统，电机控制单元与倒立摆的电机连接，电机控制单元获取角位移传感器的位置参数，结合倒立摆摆杆的角度参数，计算获得电机驱动参数并驱动电机带动倒立摆摆杆，根据倒立摆摆杆是否保持直立稳定状态确定TTE网络系统的实时性。本发明引入倒立摆装置，可以有效验证任意TTE系统的实时性。技术研发人员：谢业专,熊帮发,周曙明,黎硕,王康斌,杨玄平,张朗受保护的技术使用者：湖南兴天电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25