实时测试技术简介以及其演变过程

2012-09-22 14:29:57来源: 21ic

实时测试技术指在一个实时环境中实现测试应用,主要用于帮助测试系统获得更高的可靠性和/或确定性。因此,实时测试技术在许多产品和系统的开发过程中扮演者重要的角色。比如对耐用性,使用寿命有要求以及其它一些需要长期持续运行或者需要在无人值班的情况下运行的测试系统,这些系统要求实时执行平台提供卓越的可靠性。需要使用实时测试技术的例子还包括环境试验单元,测功机,硬件在环(HIL)仿真器以及其他类似的执行闭环控制的测试系统,这些系统要求实时执行平台具有低抖动确定性。通过研究几个实时测试(RTT)的应用,我们可以看到它们是如何演变以应对当今测试工程师所面临的各种挑战的。

实时测试技术

一个常见的实时测试技术就是利用闭环控制,自动操纵测试系统中的物理变量,如温度、位置、扭矩或加速。例如,实现一个环境测试系统,如压力舱,测试舱除了需要给待测单元(UUT)提供激励并查看其响应之外,还必须在达到特定的状态时实现以上这些功能。由于仓内的压力受到诸多因素的影响,如舱漏气或UUT的特性变化等,测试工程师必须使用一个闭环控制算法以监测压力传感器的数值并自动调整压缩机和安全阀的控制信号,使实时压力曲线与测试计划中所要求的一致。要实现这样的自动控制,闭环控制系统必须在确定的时间间隔内,检测系统状态并调整控制命令。

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图 1 诸如压力舱这样的实时测试系统使用闭环控制系统以自动实现测试计划所需的压力条件。

另一个例子是硬件在环测试。这一实时测试应用可以更加有效地测试电子控制系统。一个电子控制系统由电子控制单元(ECU)及其所控制的系统或环境组成。

当测试一个电子控制系统时,由于诸如安全性、系统可实现性或者成本等方面的考虑,可能使得无法在一个完整的系统中执行所有所需的测试。然而,由于ECU和系统的其它部分之间的闭环耦合,使得我们不使用完整系统就无法充分测试电子控制单元的性能。

硬件在环仿真使用了代表该系统的其他部分的软件模型来模拟被测试的控制单元和系统的其余部分之间的传感器和执行器的交互。它可以为ECU创建一个虚拟环境,保持了系统内的闭环耦合。为了准确模拟传感器和执行器的交互,测试系统必须在连续或确定的时间间隔内高确定性的执行模型的计算。

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图2 硬件在环测试(HIL)是一种实时测试技术,它使用软件来模拟缺失的系统组件从而完成电子控制设备的测试。

实时测试(RTT)系统的演变

随着产品和系统的复杂性日益增加,测试系统的实现也面临着更多的挑战。为了应对这些挑战,实时测试系统需要将多种功能整合起来,由此产生的系统可以同时满足多种需求,而这些需求在以往则是分别由多个独立的实时测试应用来实现的。

这种趋势可以很好的体现在基于模型的测功机的出现上。通常情况下,测功机测试系统包括一个使用比例-积分-微分(PID)控制算法的实时测试应用,来为UUT产生不同的负载和速度条件。该测试系统将静态激励曲线应用到PID控制器和UUT上,用于执行和验证设备。基于模型的测功机系统是从传统的测功机演变而来的,它使用模型来执行高级控制算法以及生成动态激励曲线。

Wineman Technologies公司的工程师使用NI的RTT平台生产了6轮形式的独立底盘测功机系统。为了充分测试他们的车辆,测功机需要能够产生不同的测试条件,使其可以模拟车辆在不同地形上行驶的情况。

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关键字:实时测试技术  闭环控制  ECU

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0922/article_5988.html
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