實時測試的演變發(fā)展

　　實時測試技術(shù)指在一個實時環(huán)境中實現(xiàn)測試應(yīng)用，主要用于幫助測試系統(tǒng)獲得更高的可靠性和/或確定性。因此，實時測試技術(shù)在許多產(chǎn)品和系統(tǒng)的開發(fā)過程中扮演著重要的角色。比如對耐用性，使用壽命有要求以及其它一些需要長期持續(xù)運行或者需要在無人值班的情況下運行的測試系統(tǒng)，這些系統(tǒng)要求實時執(zhí)行平臺提供卓越的可靠性。需要使用實時測試技術(shù)的例子還包括環(huán)境試驗單元，測功機，硬件在環(huán)(HIL)仿真器以及其他類似的執(zhí)行閉環(huán)控制的測試系統(tǒng)，這些系統(tǒng)要求實時執(zhí)行平臺具有低抖動確定性。通過研究幾個實時測試(RTT)的應(yīng)用，我們可以看到它們是如何演變以應(yīng)對當(dāng)今測試工程師所面臨的各種挑戰(zhàn)的。

　　實時測試技術(shù)

　　一個常見的實時測試技術(shù)就是利用閉環(huán)控制，自動操縱測試系統(tǒng)中的物理變量，如溫度、位置、扭矩或加速。例如，實現(xiàn)一個環(huán)境測試系統(tǒng)，如壓力艙，測試艙除了需要給待測單元(UUT)提供激勵并查看其響應(yīng)之外，還必須在達到特定的狀態(tài)時實現(xiàn)以上這些功能。由于倉內(nèi)的壓力受到諸多因素的影響，如艙漏氣或UUT的特性變化等，測試工程師必須使用一個閉環(huán)控制算法以監(jiān)測壓力傳感器的數(shù)值并自動調(diào)整壓縮機和安全閥的控制信號，使實時壓力曲線與測試計劃中所要求的一致。要實現(xiàn)這樣的自動控制，閉環(huán)控制系統(tǒng)必須在確定的時間間隔內(nèi)，檢測系統(tǒng)狀態(tài)并調(diào)整控制命令。

　　另一個例子是硬件在環(huán)測試。這一實時測試應(yīng)用可以更加有效地測試電子控制系統(tǒng)。一個電子控制系統(tǒng)由電子控制單元(ECU)及其所控制的系統(tǒng)或環(huán)境組成。

　　當(dāng)測試一個電子控制系統(tǒng)時，由于諸如安全性、系統(tǒng)可實現(xiàn)性或者成本等方面的考慮，可能使得無法在一個完整的系統(tǒng)中執(zhí)行所有所需的測試。然而，由于ECU和系統(tǒng)的其它部分之間的閉環(huán)耦合，使得我們不使用完整系統(tǒng)就無法充分測試電子控制單元的性能。

　　硬件在環(huán)仿真使用了代表該系統(tǒng)的其他部分的軟件模型來模擬被測試的控制單元和系統(tǒng)的其余部分之間的傳感器和執(zhí)行器的交互。它可以為ECU創(chuàng)建一個虛擬環(huán)境，保持了系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)耦合。為了準(zhǔn)確模擬傳感器和執(zhí)行器的交互，測試系統(tǒng)必須在連續(xù)或確定的時間間隔內(nèi)高確定性的執(zhí)行模型的計算。

　　實時測試(RTT)系統(tǒng)的演變

　　隨著產(chǎn)品和系統(tǒng)的復(fù)雜性日益增加，測試系統(tǒng)的實現(xiàn)也面臨著更多的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，實時測試系統(tǒng)需要將多種功能整合起來，由此產(chǎn)生的系統(tǒng)可以同時滿足多種需求，而這些需求在以往則是分別由多個獨立的實時測試應(yīng)用來實現(xiàn)的。

　　這種趨勢可以很好的體現(xiàn)在基于模型的測功機的出現(xiàn)上。通常情況下，測功機測試系統(tǒng)包括一個使用比例-積分-微分(PID)控制算法的實時測試應(yīng)用，來為UUT產(chǎn)生不同的負載和速度條件。該測試系統(tǒng)將靜態(tài)激勵曲線應(yīng)用到PID控制器和UUT上，用于執(zhí)行和驗證設(shè)備?；谀Ｐ偷臏y功機系統(tǒng)是從傳統(tǒng)的測功機演變而來的，它使用模型來執(zhí)行高級控制算法以及生成動態(tài)激勵曲線。

　　Wineman Technologies公司的工程師使用NI的RTT平臺生產(chǎn)了6輪形式的獨立底盤測功機系統(tǒng)。為了充分測試他們的車輛，測功機需要能夠產(chǎn)生不同的測試條件，使其可以模擬車輛在不同地形上行駛的情況。