车辆电磁兼容仿真方法、设备、存储介质及装置与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆电磁兼容仿真方法、设备、存储介质及装置。

背景技术：

目前，随着汽车行业的发展对汽车安全性、舒适性以及功能性要求不断提高，各种各样的无线通信和雷达系统等设备被运用在汽车上，使得汽车电磁兼容问题变得非常复杂，针对汽车电磁兼容(emc，electromagneticcompatibility)问题的预测依赖于emc建模仿真，现有的汽车emc建模方法通过对车辆系统的整体系统进行建模，但对于车辆系统中复杂程度高的电磁兼容问题，现有的建模方法仿真速度慢，从而导致汽车开发周期延长。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种车辆电磁兼容仿真方法、设备、存储介质及装置，旨在解决现有技术中对于复杂程度高的电磁兼容问题仿真速度慢的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆电磁兼容仿真方法，所述车辆电磁兼容仿真方法包括以下步骤：

根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统；

获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型；

根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型；

根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果。

优选地，所述根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统的步骤，包括：

获取耦合路径的耦合信息；

根据所述耦合信息对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统。

优选地，所述获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型的步骤，具体包括：

将各个子系统所包含汽车零部件的信号输入端口和信号输出端口作为所述子系统对应的子系统端口；

根据所述子系统端口的电尺寸确定端口耦合系数；

根据电小尺寸确定端口激励特性及端口负载特性，其中，所述电小尺寸为所述干扰源的零部件内部的电小尺寸和/或所述敏感设备的零部件内部的电小尺寸；

根据所述端口耦合系数、所述端口激励特性以及所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络模型。

优选地，所述根据所述端口耦合系数、所述端口激励特性以及所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络模型的步骤，包括：

根据所述端口耦合系数构建各个子系统的多端口网络的黑盒；

根据所述端口激励特性和所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络对应的等效电路；

根据所述黑盒和所述等效电路构建各个子系统的多端口网络模型。

优选地，所述根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型的步骤，包括：

获取各个子系统的多端口网络模型对应的阻抗矩阵；

根据预设端口连接关系将所述阻抗矩阵进行整合，获得全局网络的端口耦合系数矩阵；

根据所述端口耦合系数矩阵构建全局网络模型。

优选地，所述根据预设端口连接关系将所述阻抗矩阵进行整合，获得全局网络的端口耦合系数矩阵的步骤，具体包括：

根据预设端口连接关系确定所述多端口网络模型的互联端口；

获取所述干扰源对应的干扰源端口和所述敏感设备对应的敏感设备端口；

将所述互联端口、所述干扰源端口以及所述敏感设备端口对应的阻抗矩阵按照所述预设端口连接关系进行整合，获得全局网络模型的端口耦合系数矩阵。

优选地，根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果的步骤，包括：

根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获取所述敏感设备端口和所述干扰源端口之间的矩阵关系；

根据所述矩阵关系构建所述敏感设备对应的第一选取矩阵和所述干扰源对应的第二选取矩阵；

根据所述互联端口对应的选取矩阵构建所述多端口网络模型对应的电压矩阵和电流矩阵；

根据所述端口耦合系数矩阵、所述第一选取矩阵、所述第二选取矩阵、所述电压矩阵以及所述电流矩阵确定所述敏感设备端口的目标电压；

根据所述目标电压确定所述敏感设备被干扰的敏感度，并获得仿真结果。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车辆电磁兼容仿真设备，所述车辆电磁兼容仿真设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆电磁兼容仿真程序，所述车辆电磁兼容仿真程序配置为实现如上文所述的车辆电磁兼容仿真的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆电磁兼容仿真程序，所述车辆电磁兼容仿真程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆电磁兼容仿真方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车辆电磁兼容仿真装置，所述车辆电磁兼容仿真装置包括：

所述结构分解模块，用于根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统；

所述数据获取模块，用于获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型；

所述系统整合模块，用于根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型；

所述建模仿真模块，用于根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果。

本发明中，根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统，获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型，根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型，根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果，由于是将车辆系统分解成若干个子系统，然后对子系统进行多端口网络建模，本发明相对于现有技术保证了子系统端口耦合系数的互不影响，仿真时间缩短，并提高了仿真速度，整体减少了车辆开发周期。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的车辆电磁兼容仿真设备的结构示意图；

图2为本发明车辆电磁兼容仿真方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明车辆电磁兼容仿真方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明车辆电磁兼容仿真方法第三实施例的流程示意图；

图5为本发明车辆电磁兼容仿真装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的车辆电磁兼容仿真设备结构示意图。

如图1所示，该车辆电磁兼容仿真设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为usb接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对车辆电磁兼容仿真设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，认定为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车辆电磁兼容仿真程序。

在图1所示的车辆电磁兼容仿真设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备；所述车辆电磁兼容仿真设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆电磁兼容仿真程序，并执行本发明实施例提供的车辆电磁兼容仿真方法。

基于上述硬件结构，提出本发明车辆电磁兼容仿真方法的实施例。

参照图2，图2为本发明车辆电磁兼容仿真方法第一实施例的流程示意图，提出本发明车辆电磁兼容仿真方法第一实施例。

在第一实施例中，所述车辆电磁兼容仿真方法包括以下步骤：

步骤s10：根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统。

需说明的是，本实施例的执行主体车载电脑，车载电脑是专门针对汽车特殊运行环境及电器电路特点开发的具有抗高温、抗尘、抗震功能并能与汽车电子电路相融合的专用汽车信息化产品。本实施例车载电脑可以是包含仿真功能的设备，车载电脑可以安装在包含的车体及电气部件结构的车辆模型，也可以是实际待检测车辆，其中，车辆模型可以是根据车辆三维设计图中提取车体表面金属构建的简易模型，电气部件结构可以通过物理建模安装到车辆模型上。

应理解的是，本实施例中耦合路径可以是传输电磁干扰的通路或媒介，耦合路径一般分为传导耦合路径和辐射耦合路径。干扰源可以是对敏感设备发送电磁干扰能量的设备或系统，敏感设备可以是指当受到电磁干扰源所发出的电磁能量的作用时，会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统，所述电磁干扰(electromagneticinterference，emi)可以是车辆系统中的设备或零部件本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统或设备的电磁噪声，电磁干扰有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。

可理解的是，拓扑分解可以是根据干扰源和敏感设备的耦合方式和耦合强度对车辆系统进行划分，并根据拓扑分解将车辆系统划分为多个子系统，所述子系统可以是将车辆系统通过传导耦合路径和辐射耦合路径划分而成的系统。

具体实现中，车载电脑可根据耦合路径的耦合方式和耦合强度对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行划分，获得若干个子系统。

步骤s20：获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型。

需说明的是，所述端口参数可以是车辆模型各个系统端口对应的模型参数或零部件对应的模型参数，也可以是车辆系统中各个子系统的端口耦合系数、端口激励特性以及端口负载特性等对应的参数，例如，零部件对应的参数可以是干扰源的发射功率，如，天线的发射功率。

具体实现中，车载电脑可根据各个子系统的端口耦合系数、端口激励特性以及端口负载特性等参数构建各个子系统的多端口网络模型，所述多端口网络模型可以是根据干扰源和敏感设备之间端口耦合系数构建多端口网络的“黑盒”部分，子系统的端口激励特性和端口负载特性用于构建多端口网络对应的等效电路。

步骤s30：根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型。

需说明的是，所述预设端口连接关系可以是干扰源对应的干扰源端口和敏感设备对应的敏感设备端口之间的端口连接关系，所述全局网络模型可以是将多个多端口网络模型、干扰源端口以及敏感设备端口整合后的模型，所述整合，可以是将车辆系统中所有的子系统的多端口网络模型集合到一体构建多端口网络模型集合体，并将车辆系统中所有的干扰源端口集合到一起构建干扰源端口集合体，将所有的敏感设备端口集合到一起构建敏感涉笔端口集合体，并根据预设端口连接关系将干扰源端口集合体和敏感设备端口集合体以及多端口网络模型集合体进行连接。

具体实现中，根据预设端口连接关系将多个多端口网络模型、干扰源端口以及敏感设备端口进行整合，获得全局网络模型。

步骤s40：根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果。

需说明的是，所述电磁兼容可以是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力，所述仿真结果可以是将模型参数输入到车载电脑中计算得到的敏感设备的敏感度，从而获取干扰源对敏感设备干扰的程度。

具体实现中，车辆系统中主要影响电磁兼容的三要素可以是干扰源、耦合路径以及敏感设备，干扰源、耦合路径以及敏感设备会产生车辆系统中的电磁兼容问题，电磁兼容问题可以是指车辆系统中设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰超过一定的限值时所产生的相应问题，在实际生活中，车辆系统中的电子设备广泛应用于汽车发动机控制系统、自动变速系统、制动系统、调节系统以及行驶系统中，对汽车的安全性、可靠性、舒适性起着决定作用，在检测电磁兼容问题时车载电脑可以将模型参数以及端口参数进行仿真计算，获得敏感设备端口电压，根据端口电压可以确定干扰源对敏感设备的干扰程度，获得仿真结果，根据仿真结果确定待测试车辆的稳定性。

本施例通过根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统，获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型，根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型，根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果，由于根据车辆系统中不同部分之间的辐射耦合强弱和实际结构将它们划分成多个子系统；是将车辆系统分解成若干个子系统，然后对子系统进行多端口网络建模，本实施例相对于现有技术保证了子系统端口耦合系数的互不影响，仿真时间缩短，并提高了仿真速度，整体减少了车辆开发周期。

参照图3，图3为本发明车辆低温启动方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明车辆低温启动方法的第二实施例。

在第二实施例中，所述步骤s10，包括：

步骤s101：获取耦合路径的耦合信息。

需说明的是，所述耦合路径可以是传导耦合路径和/或辐射耦合路径，所述耦合信息可以是耦合路径的耦合方式以及耦合强度，所述耦合方式可以是传导耦合方式和辐射耦合方式，所述耦合强度可以是传导耦合的耦合强弱和/或辐射耦合的辐射强弱。

可理解的是，所述耦合路径可以是复杂融合的路径，传导耦合和辐射耦合可以同时存在，从而形成复合耦合路径。

具体实现中，车载电脑可从车辆系统中获取干扰源和设备之间的耦合路径的耦合方式和耦合强度。

步骤s102：根据所述耦合信息将车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统。

需说明的是，所述拓扑分解可以是将车辆系统中的干扰源和敏感设备之间的耦合路径对应的耦合信息进行分解，可以根据耦合方式和耦合强度对耦合路径进行分解。

具体实现中，在当前耦合路径是传导耦合路径时，可采用对干扰源和敏感设备采取等效电路建模的方式，用等效电路代替它们的实际电路结构，只需要确保等效电路模型能够准确反应emc相关的电气特性，在当前耦合路径时辐射耦合路径时，在不研究路径的具体结构的前提下，可以提取其传递函数，采用传递函数法进行建模。对于过于复杂的系统，其耦合路径也相应比较复杂，通常可以根据耦合方式和耦合强度对耦合路径进行分解，然后再对子系统中进行建模。

第二实施例中，所述步骤s20，包括：

步骤s201：将各个子系统所包含汽车零部件的信号输入端口和信号输出端口作为所述子系统对应的子系统端口。

需说明的是，所述汽车零部件可以是车辆电子系统中轮胎气压检测设备、防侧滑防抱死制动设备、汽车行驶记录仪等安装在汽车车身内部或外部的设备零件，所述信号输入端口可以是控制信号输入的端口，所述信号输出端口可以是车辆中传感器输出的信号。所述信号输入端口和信号输出端口可以是用于外部设备或车辆系统电路与车载电脑中cpu之间进行数据、信息交换以及控制的端口，也可以是车载电脑与其他系统直接进行数字通信时使用的通信端口。

具体实现中，车载电脑可将子系统所包含的汽车零部件对应的信号输入端口和信号输出端口作为子系统端口，保持信号输入端口和信号输出端口的相互独立性，从而避免干扰，例如，在实际应用中，可以将信号输入端口对应的信号输入线和信号输出端口对应的信号输出线应避免排在一起造成干扰，信号输入线与信号输出线可以避免在同一个接头上，子系统端口也可以具有相对独立性，从而子系统端口间之间电磁干扰的影响小。

步骤s202：根据所述子系统端口的电尺寸确定端口耦合系数。

需说明的是，所述电尺寸可以是根据波传播的距离确定，可以是车辆模型中零部件最大物理长度和工作波长的比值，电尺寸可包含电大尺寸和电小尺寸，所述端口耦合系数可以是在电路中表示端口间耦合的松紧程度，把两电感元件端口间实际的互感绝对值与互感极限值之比定义为耦合系数。

具体实现中，车载电脑可根据子系统端口的波长比值划分端口耦合松紧程度，例如，车载电脑可根据子系统的表面金属结构、电缆和天线等电大尺寸进行三维建模，并通过数值仿真的方式提取耦合系数，也可以通过网络分析仪实际测量s参数并计算得到耦合系数，s参数可以反映耦合路径的频域特性，很多无源器件如电缆，连接器，pcb走线等传输介质都会表现出这种特性，因此都可以用s参数表示，例如，在电力变压器中，为了有效地传输功率，采用紧密耦合，而在无线电和通信方面，要求适当的、较松的耦合时，就需要调节两个线圈的相互位置，为了避免耦合作用，应合理布置线圈的位置，使之远离。

步骤s203：根据电小尺寸确定端口激励特性及端口负载特性，其中，所述电小尺寸为所述干扰源的零部件内部的电小尺寸和/或所述敏感设备的零部件内部的电小尺寸。

需说明的是，所述电小尺寸可以是零部件内部在物理尺寸小于波长的预设范围所对应的尺寸。所述端口可以是设备与外界通讯交流的出口，可分为虚拟端口和物理端口。所述端口激励特性可以是一种允许能量进入或导出几何结构的边界条件时对应的性质，所述端口负载特性可以是端口在电路中将电能转换成其他形式的能对应的端口特性。

可理解的是，干扰源零部件内部可以是发射电磁干扰的设备或系统中一个零部件内部一块电路板，敏感设备零部件内部可以是被干扰源电磁干扰的设备或系统中一个零部件内部的电路板。

具体实现中，子系统端口负载可用阻抗测量仪进行测量并确定对应的端口负载特性，子系统端口激励可用电流耦合钳测量电磁干扰电流并结合负载特性，计算得到等效源电压并确定对应的端口激励特性。

步骤s204：根据所述端口耦合系数、所述端口激励特性以及所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络模型。

需说明的是，所述多端口网络模型可以是由外伸端子数n等于或大于3的网络模型。

具体实现中，车载电脑在重组和化简复杂电路时，多端口网络模型可以大量减少无源、有源器件数目，降低电路的复杂性和非线性效应，简化网络输入、输出特性的关系，并根据端口耦合系数、端口激励特性和端口负载特性构建各个子系统的多端口网络模型。

进一步地，为了使仿真的灵活性高，实现更精确地建模，可以根据所述端口耦合系数构建各个子系统的多端口网络的黑盒；根据所述端口激励特性和所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络对应的等效电路；根据所述黑盒和所述等效电路构建各个子系统的多端口网络模型。

需说明的是，黑盒可以用于在不必了解系统内部的结构就可以通过实验确定网络输入、输出参数。

需说明的是，所述等效电路是将多端口网络外接的复杂结构电路用简单的结构替代的电路，并且替代之后的电路与原电路对未变换的部分保持相同的作用效果。

可理解的是，为简化建模，通常车辆系统中电大尺寸可采用网络描述，电小尺寸可采用等效电路描述。

具体实现中，根据端口耦合系数确定端口间耦合程度并构建多端口网络模型的黑盒，将黑盒外接的电路通过等效电路的方法保持与原电路相同的作用效果，从而简化连接的复杂电路，得到子系统对应的多端口模型。

本实施例通过获取耦合路径的耦合信息，根据所述耦合信息将车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统，将各个子系统所包含汽车零部件的信号输入端口和信号输出端口作为所述子系统对应的子系统端口，根据所述子系统端口的电尺寸确定端口耦合系数，根据电小尺寸确定端口激励特性及端口负载特性，其中，所述电小尺寸为所述干扰源的零部件内部的电小尺寸和/或所述敏感设备的零部件内部的电小尺寸，根据所述端口耦合系数、所述端口激励特性以及所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络模型，根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型，根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果。由于是根据端口耦合系数、端口激励特性以及端口负载特性构建多端口网络模型，根据电尺寸的不同，将子系统的电大尺寸的耦合路径整合进多端口网络中，将子系统的电小尺寸的干扰源和敏感设备构建成等效电路，本实施例在构建多端口模型上简化了电路使得仿真对象简化，仿真速度变快，减少了汽车开发周期。

参照图4，图4为本发明车辆低温启动方法第三实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明车辆低温启动方法的第三实施例。

在第三实施例中，所述步骤s30，包括：

步骤s301：获取各个子系统的多端口网络模型对应的阻抗矩阵。

需说明的是，多端口网络中电流、电压的阻抗关系以阻抗矩阵的方式所呈现。

所述阻抗矩阵包括：敏感设备端口的入端阻抗矩阵；干扰源端口到敏感设备端口的转移阻抗矩阵；敏感设备端口到干扰源端口的转移阻抗矩阵；干扰源端口的入端阻抗矩阵；子系统互联端口到敏感设备端口的转移阻抗矩阵；子系统互联端口到干扰源端口的转移阻抗矩阵；敏感设备端口到子系统互联端口的转移阻抗矩阵；干扰源端口到子系统互联端口的转移阻抗矩阵；子系统互联端口的入端阻抗矩阵和转移阻抗矩阵。

步骤s302：根据预设端口连接关系将所述阻抗矩阵进行整合，获得全局网络的端口耦合系数矩阵。

需说明的是，预设端口连接关系可以是端口数和最大连接数的关系，也可以是所有干扰源之间的端口连接关系，也可以是干扰源与敏感设备之间的端口连接关系，也可以是所有敏感设备之间的端口连接关系。

可理解的是，预设端口连接关系与耦合路径的耦合方式以及耦合强度有关。

具体实现中，车载电脑可根据端口数和最大连接数的关系将干扰源及敏感设备对应的阻抗矩阵进行整合，获得全局网络的端口耦合系数矩阵。

步骤s303：根据所述端口耦合系数矩阵构建全局网络模型。

需说明的是，所述端口耦合系数矩阵是全局网络对应的矩阵。

进一步地，所述步骤302，还包括：根据预设端口连接关系确定所述多端口网络模型的互联端口；获取所述干扰源对应的干扰源端口和所述敏感设备对应的敏感设备端口；将所述互联端口、所述干扰源端口以及所述敏感设备端口对应的阻抗矩阵按照所述预设端口连接关系进行整合，获得全局网络模型的端口耦合系数矩阵。

需说明的是，所述互联端口可以是通过串联或并联的端口。

具体实现中，全局网络的端口耦合系数矩阵为：

其中，

zsen,sen(s)表示敏感设备端口的入端阻抗矩阵；

zsen,exc(s)表示干扰源端口到敏感设备端口的转移阻抗矩阵；

zexc,sen(s)表示敏感设备端口到干扰源端口的转移阻抗矩阵；

zexc,exc(s)表示干扰源端口的入端阻抗矩阵；

zsen,q(s)、zsen,p(s)表示子系统互联端口到敏感设备端口的转移阻抗矩阵；

zexc,q(s)、zexc,p(s)表示子系统互联端口到干扰源端口的转移阻抗矩阵；

zq,sen(s)、zp,sen(s)表示敏感设备端口到子系统互联端口的转移阻抗矩阵；

zq,exc(s)、zp,exc(s)表示干扰源端口到子系统互联端口的转移阻抗矩阵；

zq,q(s)、zp,p(s)、zq,p(s)、zp,q(s)表示子系统互联端口的入端阻抗矩阵和转移阻抗矩阵。

具体实现中，将上述阻抗矩阵按照敏感设备端口、干扰源端口以及互联端口三种矩阵关系进行整合到一个矩阵里，第一列是敏感设备到其他端口的相关阻抗矩阵，第二列是干扰源端口到其他端口的相关阻抗矩阵，第三列以及第四列是互联端口到其他端口的相关阻抗矩阵。

进一步地，为了提高仿真速度并实现多端口网络准确的建模，可以将所述互联端口、所述干扰源端口以及所述敏感设备端口对应的阻抗矩阵按照所述预设端口连接关系进行整合，获得全局网络模型的端口耦合系数矩阵之后，还包括：获取所述敏感设备端口和所述干扰源端口之间的矩阵关系；根据所述矩阵关系构建所述敏感设备对应的第一选取矩阵和所述干扰源对应的第二选取矩阵；根据所述互联端口对应的选取矩阵构建所述多端口网络模型对应的电压矩阵和电流矩阵；根据所述端口耦合系数矩阵、所述第一选取矩阵、所述第二选取矩阵、所述电压矩阵以及所述电流矩阵确定所述敏感设备端口的目标电压；根据所述目标电压确定所述敏感设备对所述干扰源的敏感度。

需说明的是，所述矩阵关系可以是根据多端口网络端口的干扰源和敏感设备之间的约束关系，构建第一选取矩阵和第二选取矩阵。

具体实现中，

gsen＝[esen000]

gexc＝[0eexc00]

该选取矩阵针对干扰源和敏感设备端口，其中，gsen是敏感设备对应的第一选取矩阵，gexc是干扰源对应的第二选取矩阵，esen为对应于敏感设备端口的单位矩阵，eexc为对应于干扰源端口的单位矩阵。

gu＝[00eq-ep]

gi＝[00eqep]

该选取矩阵针对互联端口，其中，gu是电压矩阵，gi是电流矩阵eq、ep分别对应于互联端口中的一半数量的端口的单位矩阵。

最后计算得到整车emc问题目标端口电压：

其中，

i(s)为噪声电流，可在实车或零部件条件下，使用电流耦合钳在激励端口处的连接线束上测得；

usen(s)为噪声电流；

i(s)在敏感设备端口产生的噪声电压；

zr(s)为线束负载端的阻抗的对角矩阵，可在实车或零部件条件下使用阻抗测量仪测量连接子系统的线束的负载阻抗得到；

zs(s)为线束干扰源端的阻抗的对角矩阵，可在实车或零部件条件下使用阻抗测量仪测量连接子系统的线束的激励阻抗得到；

z(s)为端口耦合系数矩阵。

本实施例中通过根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统，获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型，获取各个子系统的多端口网络模型对应的阻抗矩阵，根据预设端口连接关系将所述阻抗矩阵进行整合，获得全局网络的端口耦合系数矩阵，根据所述端口耦合系数矩阵构建全局网络模型，根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果，由于是获取多端口网络模型对应的阻抗矩阵并根据预设端口连接关系将多端口网络模型进行整合获得全局网络模型。本实施例通过多端口网络的端口耦合系数与端口阻抗解耦的特点，克服了传递函数易受端口阻抗影响的缺陷，实现了子系统的独立建模和独立仿真。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆电磁兼容仿真程序，所述车辆电磁兼容仿真程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆电磁兼容仿真方法的步骤。

参照图5，图5为本发明车辆电磁兼容仿真装置第一实施例的结构框图。

如图5所示，本发明实施例提出的车辆电磁兼容仿真装置包括：

结构分解模块10，用于根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统；

数据获取模块20，用于获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型；

系统整合模块30，用于根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型。

建模仿真模块40，用于根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果。

本施例通过根据耦合路径对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统，获取各个子系统的端口参数，根据所述端口参数构建各个子系统的多端口网络模型，根据预设端口连接关系将各个子系统的多端口网络模型进行整合，获得全局网络模型，根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获得仿真结果，由于根据车辆系统中不同部分之间的辐射耦合强弱和实际结构将它们划分成多个子系统；是将车辆系统分解成若干个子系统，然后对子系统进行多端口网络建模，本实施例相对于现有技术保证了子系统端口耦合系数的互不影响，仿真时间缩短，并提高了仿真速度，整体减少了车辆开发周期。

进一步地，所述结果分解模块10还用于获取耦合路径的耦合信息；根据所述耦合信息对车辆系统中的干扰源和敏感设备进行拓扑分解，获得若干个子系统。

进一步地，所述参数获取模块20还用于将各个子系统所包含汽车零部件的信号输入端口和信号输出端口作为所述子系统对应的子系统端口；根据所述子系统端口的电尺寸确定端口耦合系数；根据电小尺寸确定端口激励特性及端口负载特性，其中，所述电小尺寸为所述干扰源的零部件内部的电小尺寸和/或所述敏感设备的零部件内部的电小尺寸；根据所述端口耦合系数、所述端口激励特性以及所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络模型。

进一步地，所述参数获取模块20还用于根据所述端口耦合系数构建各个子系统的多端口网络的黑盒；根据所述端口激励特性和所述端口负载特性构建各个子系统的多端口网络对应的等效电路；根据所述黑盒和所述等效电路构建各个子系统的多端口网络模型。

进一步地，所述系统整合模块30还用于获取各个子系统的多端口网络模型对应的阻抗矩阵；根据预设端口连接关系将所述阻抗矩阵进行整合，获得全局网络的端口耦合系数矩阵；根据所述端口耦合系数矩阵构建全局网络模型。

进一步地，所述系统整合模块30还用于根据预设端口连接关系确定所述多端口网络模型的互联端口；获取所述干扰源对应的干扰源端口和所述敏感设备对应的敏感设备端口；将所述互联端口、所述干扰源端口以及所述敏感设备端口对应的阻抗矩阵按照所述预设端口连接关系进行整合，获得全局网络模型的端口耦合系数矩阵。

进一步地，所述建模仿真模块40还用于根据所述全局网络模型进行车辆电磁兼容emc仿真，并获取所述敏感设备端口和所述干扰源端口之间的矩阵关系；根据所述矩阵关系构建所述敏感设备对应的第一选取矩阵和所述干扰源对应的第二选取矩阵；根据所述互联端口对应的选取矩阵构建所述多端口网络模型对应的电压矩阵和电流矩阵；根据所述端口耦合系数矩阵、所述第一选取矩阵、所述第二选取矩阵、所述电压矩阵以及所述电流矩阵确定所述敏感设备端口的目标电压；根据所述目标电压确定所述敏感设备被干扰的敏感度，并获得仿真结果。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆电磁兼容仿真程序，所述车辆电磁兼容仿真程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆电磁兼容仿真方法的步骤。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的车辆电磁兼容仿真方法，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为名称。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器镜像(readonlymemoryimage，rom)/随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。