實(shí)時(shí)測試技術(shù)的演變進(jìn)程

RTT系統的演變進(jìn)程
隨著(zhù)產(chǎn)品和系統復雜性的增加，測試的挑戰性也在增強。為了應對這些難題，實(shí)時(shí)測試系統正在進(jìn)行融合，由此而產(chǎn)生的測試系統類(lèi)似之前在不同實(shí)時(shí)測試應用中出現的多種需求的組合。

從基于模型的測功機的出現就可以看出上述趨勢。通常，測功機測試系統包括一套實(shí)時(shí)測試應用，使用比例-積分-微分（PID）控制算法來(lái)為被測單元產(chǎn)生變化的負載和速度條件。測試系統將對PID控制器和被測單元應用靜態(tài)的激勵特性曲線(xiàn)，以執行和驗證該設備?；谀Ｐ偷臏y功機系統是由傳統測功機演變而來(lái)的，它使用模型來(lái)實(shí)現高級控制算法，并為測試系統生成動(dòng)態(tài)激勵特性曲線(xiàn)。

Wineman Technologies(www.winemantech.com)的工程師利用美國國家儀器有限公司的RTT平臺，以6輪獨立底盤(pán)測功機的形式實(shí)現了一套這樣的系統。為了充分地測試他們的車(chē)輛，測功機需要能夠產(chǎn)生測試條件，來(lái)仿真在各種不同地形上車(chē)輛的操控。

例如，基于模型的測功機必須能夠實(shí)現這樣的情況：兩個(gè)輪子在雪地中行駛，一個(gè)輪子在泥漿中滑動(dòng)，兩個(gè)輪子在松散的沙礫上滾動(dòng)，而另一個(gè)輪子則離開(kāi)地面。此外，當車(chē)輛在進(jìn)行這些操作時(shí)，系統還必須仿真輪子在不同地形之間的轉換。

要實(shí)現這樣的測試系統，工程師必須將他們建造測功機和HIL仿真器的經(jīng)驗結合起來(lái)，創(chuàng )建一套帶有附加功能的傳統測功機測試系統，而這些附加功能在HIL測試系統中更為常見(jiàn)。具體而言，他們增加了能確定性地執行復雜模型的功能，以便能夠生成6個(gè)相關(guān)的速度/轉矩特性曲線(xiàn)的動(dòng)態(tài)激勵并實(shí)現完成上述任務(wù)所需要的高級控制。

歐洲研究機構Robotiker-Tecnalia（www.robotiker.es）的一項應用也體現了實(shí)時(shí)測試需求的這種融合。在他們研究和開(kāi)發(fā)混合電動(dòng)車(chē)（HEV）的動(dòng)力傳動(dòng)系統時(shí)，工程師們使用NI實(shí)時(shí)測試平臺創(chuàng )建了一套專(zhuān)用的HIL測試系統。

他們并沒(méi)有使用ECU對車(chē)輛的傳感器和傳動(dòng)器交互提供完整的電氣仿真，而是將動(dòng)力傳動(dòng)系統的牽引驅動(dòng)軟件模型替換為實(shí)際的機電部件。然后，他們將機電部件與仿真車(chē)輛其余部分的軟件模型連接成環(huán)路，以實(shí)現更為準確和靈活的測試系統（如圖3所示）。

圖3 在HIL仿真中增加了機械部件，以提供更高效的HEV動(dòng)力傳動(dòng)系統開(kāi)發(fā)和驗證

因為在仿真中增加了物理部件，所以他們需要為牽引驅動(dòng)增加加載機制，以便仿真能夠掌控它的加載情況。HIL仿真器為加載機制控制器提供了仿真的負載值，而控制器則通過(guò)機械耦合向牽引驅動(dòng)施加物理負載。

在實(shí)現這種專(zhuān)用的HIL測試系統時(shí)，Tecnalia公司的工程師不得不同時(shí)創(chuàng )建一個(gè)HIL仿真器和一套基于測功機的加載系統，并使它們協(xié)同工作來(lái)提供HEV動(dòng)力傳動(dòng)系統的機電仿真。

消費者預期、監管部門(mén)和競爭壓力都正在以加快的步伐將產(chǎn)品推向新的復雜度。當各公司在這種復雜度激增和更短的開(kāi)發(fā)周期、更高的可靠性要求和固定或收縮的預算之間努力保持平衡的時(shí)候，實(shí)時(shí)測試技術(shù)就在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。