CN107831757B - 基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于dSPACE的电机控制硬件在环自动化测试系统及方法，系统包括待测对象电机控制器、硬件在环仿真平台和自动化测试系统平台，所述硬件在环仿真平台包括实时处理器、IO板卡、试验管理软件等，实时处理器通过IO板卡与待测电机控制器连接，运行虚拟的电机模型来模拟电机的运行状态；所述自动化测试平台包括：关键字驱动模块、测试用例编辑模块、Robot Framework自动化测试框架、执行测试模块和输出测试报告模块。本发明可以自动化测试待测电机控制器的逻辑功能以及故障注入的策略响应验证，通过命令行语句控制启动自动化测试系统，自动生成测试报告，方便与现有的开源的Jenkins回归测试系统集成，实现真正意义上的自动化测试，建立企业完善的测试流程。

Description

基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统及方法
技术领域
本发明涉及电机控制器硬件在环自动化测试，特别涉及一种基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统及方法。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，电机控制器是作为新能源汽车的核心部件，整车厂对其开发测试环境、系统开发效率的需求也日益提高。基于V模式的硬件在环仿真测试被证明是一种有效的测试手段，以实时处理器运行电机的仿真模型来模拟电机的运行状态，通过I/O接口与被测的电机控制器连接，对被测电机控制器进行全面系统的测试。
在项目开发初期，采用HIL测试系统可以在实验室内快速地进行电机控制器的控制逻辑及功能验证，且可以测试危险工况及重复测试，从而显著提升系统开发效率，降低开发的成本和风险。
HIL测试的一个重要环节就是进行自动化测试，自动化测试的重点在于测试用例的自动化运行与重复性测试与调试。HIL测试可以两种方式实现，一是使用dSPACE开发的ControlDesk的图形用户的操作环境进行手动测试，如读取实时模型中的参数，并对其进行修改、数据记录等，由于一般工况测试步骤较多，手动测试工作量大且耗时；二是利用dSPACE开发的AutomationDesk图形化的界面编程完成测试用例的撰写，但前期需做大量的图形化的封装，且受软件license数量限制，灵活性较差，且图形化的测试用例编辑过程中容易出错，大大降低测试用例的开发效率，对于复杂的测试结果判断需要测试人员具备一定的编程基础。
发明内容
本发明目的是：提供一种基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统及方法, 对dSPACE 开发的ControlDesk 工具提供的编程接口进行python语言封装成库的关键字，该关键字可以被自动化测试框架Robot Framework解析。基于文本格式的测试脚本开发方法，简单灵活，且便于测试用例的复用和版本管理。申请提案提出的自动化测试方法相比较传统的测试平台工具, 测试用例的开发效率至少提高50%以上。
本发明的技术方案是：
基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统，包括待测对象电机控制器、硬件在环仿真平台和自动化测试系统平台，所述硬件在环仿真平台包括实时处理器、IO板卡、试验管理软件，所述实时处理器通过IO板卡与待测电机控制器连接，运行虚拟的电机模型来模拟电机的运行状态，通过调用试验管理软件提供的编程接口实现自动化测试；所述自动化测试平台包括：关键字驱动模块、测试用例编辑模块、Robot Framework自动化测试框架、执行测试模块和输出测试报告模块。
优选的，所述关键字驱动模块，是将ControlDesk提供的编程接口通过python语言按功能封装而成，关键字驱动模块包括：信号监控采集模块、设备接口访问模块、控制故障注入模块、其它关键字库及测试变量。
优选的，所述自动化测试平台采用开源的基于python语言的RobotFramework测试框架，测试框架为测试脚本以及执行测试模块提供运行环境，解析测试脚本中的关键字，根据关键字调用dSPACE硬件在环仿真平台的设备驱动来完成电机控制器的功能测试。
优选的，所述测试用例编辑模块，采用txt文本格式编辑测试的依次步骤的测试用例，测试步骤调用测试库中的关键字及其参数，测试用例编辑规则为关键字和参数之间保持特定数目的空格即可。
优选的，所述执行测试模块基于自动化测试框架调度和控制测试用例脚本的运行，顺序执行测试脚本的各个测试步骤。
优选的，所述执行测试模块允许用户根据测试需求，将测试用例归类，建立多个测试用例集，一个测试用例集中包含若干个测试用例，可以选择执行某个测试用例集，或者是指定执行测试用例集中的某几个测试用例，也可以选择运行带有特定Tag标签的测试用例。
优选的，所述输出测试报告模块可以自动生成测试报告，测试日志测试报告可以生成多种格式，包括html、pdf、word。
优选的，对输出测试报告模块部分的python脚本进行修改，在输出的测试报告中定制化增加企业logo功能。
优选的，所述执行测试模块的测试用例编辑、执行方法为：
步骤A，建立测试用例集，用户根据测试需求建立不同的测试用例集；
步骤B，导入测试用例集用到的关键字库和测试操作变量；
步骤C、D、F、G，测试框架提供Suit Setup、Suit Teardown、Test Setup、TestTeardown接口，分别对应调用测试用例集以及该测试用例集下各个测试用例运行前、后的执行动作；
步骤E，测试用例脚本编辑，可以采用基于文本方式编辑也可以采用测试框架提供的表格形式进行编辑。
本发明的优点是：
1．本发明所述硬件在环自动化测试系统可以自动化测试待测电机控制器的逻辑功能以及故障注入的策略响应验证。
2．本发明可通过命令行语句控制启动自动化测试系统，自动生成测试报告，方便与现有的开源的Jenkins回归测试系统集成，实现真正意义上的自动化测试，建立企业完善的测试流程。
3．本发明自动化测试系统测试框架，为基于python的开源的RobotFramework 测试框架，具有操作简单易懂，且实时性、稳定性较高的特点。
4．本发明测试库为ControlDesk软件提供的应用程序接口封装成测试框架可识别的关键字。测试关键字利用python语言开发，并对测试框架提供的可识别的库关键字库做相应的修改，实现特定功能，灵活性强。开发测试关键字库，实现测试过程中动态保存测试数据为Matlab可识别的*.mat文件格式，便于数据离线分析。实现将测试数据画图并显示在测试报告中，便于在测试报告中直观的数据显示及分析。本发明基于测试库中关键字来开发符合测试需求（如测试步骤、测试数据、变量等）的测试脚本，可以根据测试需求建立不同的测试用例集，便于将测试用例分类测试。
5．本发明采用通用性强的文本格式来开发HIL自动化测试用例，便于测试用例的复用与拷贝以及利用版本管理工具进行测试用例脚本的管理。
6．本发明自动生成精美的测试报告及测试日志记录，简单、易于理解。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1 为本发明公开的电机控制器硬件在环自动化测试系统的结构图；
图2 为 测试用例的编辑执行流程。
具体实施方式
本发明所述的基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统，与HIL仿真平台连接，通过自动化控制HIL仿真平台发送仿真信号来实现电机的闭环控制。自动化测试方法基于开源的Robot Framework测试框架，测试人员可以快速敏捷地开发测试用例，自动生成精美的测试报告，与商业工具的测试平台比较，效率至少提高50%以上。
本发明提供的测试方法可通过命令行语句控制何时启动HIL自动化测试，自动生成测试报告，方便与现有的开源的Jenkins回归测试系统集成，HIL测试完成群发测试报告，实现真正意义上的自动化测试，建立企业完善的测试流程。
如图1所示，本发明所述的电机控制器硬件在环测试系统包括，待测对象电机控制器1、硬件在环仿真平台2、自动化测试系统平台3。
所述硬件在环仿真平台2，由实时处理器、IO板卡、试验管理软件等组成，实时处理器运行虚拟的电机模型来模拟电机的运行状态，通过IO板卡与待测电机控制器连接，通过自动化测试系统进行控制，代替试验管理软件的手动控制，实现对待测电机控制器的系统自动化测试。本发明提出的自动化测试系统及方法是将ControlDesk 软件提供的编程接口进行python语言封装成库的关键字，该关键字可被自动化测试框架解析和识别。本发明所述自动化测试系统平台3主要包括：关键字驱动模块4、测试用例编辑模块5、RobotFramework自动化测试框架6、执行测试模块7和输出测试报告模块8。下面对各模块的原理和工作方式做具体介绍。
关键字驱动模块
将ControlDesk提供的编程接口（API）按功能封装成关键字驱动模块, 测试关键字开发通过python语言来实现。关键字驱动模块包括：信号监控采集模块、设备接口访问模块、控制故障注入模块、其它关键字库及测试变量。
设备接口访问模块: 负责将HIL仿真模型的应用程序下载到HIL硬件实时仿真器中运行，实时在线读写和修改模型中参数值。该模块还封装了CAN设备驱动的编程接口，可以实时修改CAN通讯的电机控制指令。
信号监控采集模块：记录HIL硬件闭环系统电机及控制器实时运行状态数据，并通过python 语言调用Matlab绘图库进行数据绘图或者保存成Matlab可识别的.mat文件。
故障注入功能模块：控制HIL仿真平台的故障注入硬件板卡对电机控制相关信号做开路、短接到地、电源等的故障注入动作。
其它关键字库：Python语言开发的关键字库实现自动化测试需要的特定功能，如将绘图保存至测试报告，测试结果判断的特定算法等。
测试操作变量：例如将模型中控制程控电源输出电压值的变量的路径赋值给自己定义的变量，同样方法创建其它控制输入变量及输出变量。对于不同项目，控制模型改动不大，测试操作变量可重复利用。
自动化测试框架
自动化测试平台采用开源的基于python语言的RobotFramework测试框架，测试框架为测试脚本以及执行测试模块提供运行环境，解析测试脚本中的关键字，根据关键字调用dSPACE硬件在环仿真平台的设备驱动来完成电机控制器的功能测试。
测试用例编辑模块
测试用例为测试的依次步骤，测试步骤调用测试库中的关键字及其参数，测试用例编辑规则为关键字和参数之间保持特定数目的空格即可。测试脚本无需编译，开发执行效率高。采用txt文本格式编辑，便于利用版本管理工具进行测试用例脚本的管理。
执行测试模块
基于自动化测试框架调度和控制测试用例脚本的运行，顺序执行测试脚本的各个测试步骤。发明所述的自动化测试系统，允许用户根据测试需求，将测试用例归类，建立多个测试用例集。一个测试用例集中包含若干个测试用例。测试用例运行选择极为灵活，
可以选择执行某个测试用例集，或者是指定执行测试用例集中的某几个测试用例，也可以选择运行带有特定Tag标签的测试用例。
图2 为测试用例编辑、执行流程。
测试用例为测试步骤的集合，按照图2的步骤依次执行，最后自动生成测试报告和测试记录日志文件。
步骤A，建立测试用例集，用户根据测试需求建立不同的测试用例集，如建立CAN通讯相关的测试用例集、故障注入测试用例集等。
步骤B，导入测试用例集用到的关键字库和测试操作变量（相应的*.py文件）。
步骤C、D、F、G，测试框架提供Suit Setup、Suit Teardown、Test Setup、TestTeardown接口，分别对应调用测试用例集以及该测试用例集下各个测试用例运行前、后的执行动作。如测试用例集运行前，将HIL仿真模型的应用程序下载到HIL硬件实时仿真器中运行，测试用例执行前后对模型参数变量批量设置为系统上电时的初始默认动作，相应的动作对应python脚本开发的关键字。
步骤E，测试用例脚本编辑，可以采用基于文本方式编辑也可以采用测试框架提供的表格形式进行编辑。
步骤H，输出测试报告模块，自动化测试系统可以自动生成测试报告及测试日志测试报告可以生成多种格式，如html、pdf、word等。测试报告灵活，易于理解。对输出测试报告模块部分的python脚本进行修改，在输出的测试报告中定制化增加企业logo功能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于dSPACE的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：包括待测对象电机控制器、硬件在环仿真平台和自动化测试平台，所述硬件在环仿真平台包括实时处理器、IO板卡、试验管理软件，所述实时处理器通过IO板卡与待测电机控制器连接，运行虚拟的电机模型来模拟电机的运行状态，通过调用试验管理软件提供的编程接口实现自动化测试；所述自动化测试平台包括：关键字驱动模块、测试用例编辑模块、Robot Framework自动化测试框架、执行测试模块和输出测试报告模块；
所述关键字驱动模块包括：
设备接口访问模块: 负责将HIL仿真模型的应用程序下载到HIL硬件实时仿真器中运行，实时在线读写和修改模型中参数值；
信号监控采集模块：记录HIL硬件闭环系统电机及控制器实时运行状态数据，并通过python 语言调用Matlab绘图库进行数据绘图或者保存成Matlab可识别的.mat文件；
故障注入功能模块：控制HIL仿真平台的故障注入硬件板卡对电机控制相关信号做开路、短接到地、电源的故障注入动作；
其它关键字库：实现将绘图保存至测试报告，测试结果判断的特定算法；
测试操作变量：将HIL仿真模型中控制程控电源输出电压值的变量的路径赋值给自己定义的变量。
2.根据权利要求1所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：所述自动化测试平台采用开源的基于python语言的RobotFramework测试框架，测试框架为测试脚本以及执行测试模块提供运行环境，解析测试脚本中的关键字，根据关键字调用dSPACE硬件在环仿真平台的设备驱动来完成电机控制器的功能测试。
3.根据权利要求1所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：所述测试用例编辑模块，采用txt文本格式编辑测试的依次步骤的测试用例，测试步骤调用测试库中的关键字及其参数，测试用例编辑规则为关键字和参数之间保持特定数目的空格即可。
4.根据权利要求1所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：所述执行测试模块基于自动化测试框架调度和控制测试用例脚本的运行，顺序执行测试脚本的各个测试步骤。
5.根据权利要求4所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：所述执行测试模块允许用户根据测试需求，将测试用例归类，建立多个测试用例集，一个测试用例集中包含若干个测试用例，选择执行某个测试用例集，或者是指定执行测试用例集中的某几个测试用例，或者选择运行带有特定Tag标签的测试用例。
6.根据权利要求4所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：所述输出测试报告模块可以自动生成测试报告，测试日志测试报告可以生成多种格式，包括html、pdf、word。
7.根据权利要求6所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：对输出测试报告模块部分的python脚本进行修改，在输出的测试报告中定制化增加企业logo功能。
8.根据权利要求4所述的电机控制器硬件在环自动化测试系统，其特征在于：所述执行测试模块的测试用例编辑、执行方法为：
步骤A，建立测试用例集，用户根据测试需求建立不同的测试用例集；
步骤B，导入测试用例集用到的关键字库和测试操作变量；
步骤C，利用测试框架提供的Suit Setup调用测试用例集运行前的执行动作；
步骤D，利用测试框架提供的Test Setup调用测试用例运行前的执行动作；
步骤E，测试用例脚本编辑，采用基于文本方式编辑，或者采用测试框架提供的表格形式进行编辑；
步骤F，利用测试框架提供的Test Teardown调用测试用例脚本运行完成后的执行动作；
步骤G，利用测试框架提供的Suit Teardown调用测试用例集运行完成后的执行动作。
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