實時測試技術(shù)的演變進程

RTT系統(tǒng)的演變進程
隨著產(chǎn)品和系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，測試的挑戰(zhàn)性也在增強。為了應(yīng)對這些難題，實時測試系統(tǒng)正在進行融合，由此而產(chǎn)生的測試系統(tǒng)類似之前在不同實時測試應(yīng)用中出現(xiàn)的多種需求的組合。

從基于模型的測功機的出現(xiàn)就可以看出上述趨勢。通常，測功機測試系統(tǒng)包括一套實時測試應(yīng)用，使用比例-積分-微分（PID）控制算法來為被測單元產(chǎn)生變化的負載和速度條件。測試系統(tǒng)將對PID控制器和被測單元應(yīng)用靜態(tài)的激勵特性曲線，以執(zhí)行和驗證該設(shè)備?；谀Ｐ偷臏y功機系統(tǒng)是由傳統(tǒng)測功機演變而來的，它使用模型來實現(xiàn)高級控制算法，并為測試系統(tǒng)生成動態(tài)激勵特性曲線。

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輪獨立底盤測功機的形式實現(xiàn)了一套這樣的系統(tǒng)。為了充分地測試他們的車輛，測功機需要能夠產(chǎn)生測試條件，來仿真在各種不同地形上車輛的操控。

例如，基于模型的測功機必須能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的情況：兩個輪子在雪地中行駛，一個輪子在泥漿中滑動，兩個輪子在松散的沙礫上滾動，而另一個輪子則離開地面。此外，當(dāng)車輛在進行這些操作時，系統(tǒng)還必須仿真輪子在不同地形之間的轉(zhuǎn)換。

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

歐洲研究機構(gòu)Robotiker-Tecnalia（www.robotiker.es）的一項應(yīng)用也體現(xiàn)了實時測試需求的這種融合。在他們研究和開發(fā)混合電動車（HEV）的動力傳動系統(tǒng)時，工程師們使用NI實時測試平臺創(chuàng)建了一套專用的HIL測試系統(tǒng)。

他們并沒有使用ECU對車輛的傳感器和傳動器交互提供完整的電氣仿真，而是將動力傳動系統(tǒng)的牽引驅(qū)動軟件模型替換為實際的機電部件。然后，他們將機電部件與仿真車輛其余部分的軟件模型連接成環(huán)路，以實現(xiàn)更為準(zhǔn)確和靈活的測試系統(tǒng)（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動力傳動系統(tǒng)開發(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(qū)動增加加載機制，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，而控制器則通過機械耦合向牽引驅(qū)動施加物理負載。

在實現(xiàn)這種專用的HIL測試系統(tǒng)時，Tecnalia公司的工程師不得不同時創(chuàng)建一個HIL仿真器和一套基于測功機的加載系統(tǒng)，并使它們協(xié)同工作來提供HEV動力傳動系統(tǒng)的機電仿真。

消費者預(yù)期、監(jiān)管部門和競爭壓力都正在以加快的步伐將產(chǎn)品推向新的復(fù)雜度。當(dāng)各公司在這種復(fù)雜度激增和更短的開發(fā)周期、更高的可靠性要求和固定或收縮的預(yù)算之間努力保持平衡的時候，實時測試技術(shù)就在開發(fā)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。