CN109426235A - 一种针对控制系统的测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针对控制系统的测试仪，属于仿真测试技术领域。本发明的测试仪包括面板开关、测试系统和上位机，面板开关用于手动输入测试信号并将测试信号通过测试系统发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；测试系统用于采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，并将生成的自动测试序列发送给控制对象，为控制对象提供自动输入参数；上位机上设置有用于连接控制对象和被控对象的接口，上位机用于调用被控对象的输出参数和控制对象的输入参数，实现对被控对象状态的确认，以验证控制对象的正确性。本发明采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，可根据需要对测试序列进行修改，易扩展；不仅能够实现自动测试，而且还可以实现手动测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对控制系统的测试仪，属于仿真测试技术领域。
背景技术
控制系统设计开发阶段，开发人员往往通过仿真的手段对控制系统进行仿真测试，以便验证控制系统是否满足设计需求，目前控制系统的验证主要有三种方式，第一种为手动输入信号法，按照设计人员的要求，根据实际车辆的响应状态，逐步单点输入控制信号，实现对控制策略的验证，但是不具备自动测试功能；第二种采用专业的测试软件进行测试，如国际上比较流行的RT2软件，该软件是将已知的控制系统响应状态加入软件输出端，而输入信号依然需要编写软件进行输入，可以多次进行测试，测试过程将开发者与测试者分离，能够大大降低开发者的劳动强度，而且可以规避开发者既是运动员又是裁判员的问题，但是相关软件价格昂贵，测试用例编写复杂，不利于测试的推广，而且不能实现手动测试，不利于开发人员初期的设计；第三种测试则是使用可以编写自动测试用例的软件进行测试，如国际性比较流行的Teststand，该软件也是将输入与输出写成测试用例，实现控制系统的而自动测试，但缺点是该软件价格昂贵，测试用例固化，灵活性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对控制系统的测试仪，以解决目前控制系统的测试仪所采用测试软件价格贵、测试序列固化、灵活性差的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种针对控制系统的测试仪，该测试仪包括面板开关、测试系统和上位机，所述面板开关上至少设置有数字信号输入端口、模拟信号输出端口和通信端口，所述测试系统上设置有相应的输入、输出接口，所述测试系统通过其输出接口用于连接控制对象；
所述面板开关用于手动输入测试信号并将测试信号通过测试系统发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；
所述测试系统用于采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，并将生成的自动测试序列发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；
所述上位机上设置有用于连接控制对象和被控对象的接口，上位机用于调用被控对象的输出参数和控制对象的输入参数，实现对被控对象状态的确认，以验证控制对象的正确性。
进一步地，所述的面板开关上设置有用于实现不同测试序列切换的测试序列开关。
进一步地，所述的测试系统还与上位机通信连接，用于将生成的自动测试序列按照编号分类并发送给上位机，上位机用于通过控制自动测试序列编号实现对自动测试序列的编号。
进一步地，所述的测试仪还包括报警装置，当上位机检测到控制对象不正确时控制报警装置进行报警。
进一步地，所述测试系统的硬件部分采用至少16位的MCU。
进一步地，所述测试系统的软件部分依据Matlab的m语言与Simulink模块搭建而成，通过自动代码生成RTW工具实现测试系统的编写。
进一步地，所述上位机设置有Simulink数据采集接口和GUI采集接口，所述Simulink数据采集接口用于连接控制对象，GUI采集接口用于连接被控对象。
进一步地，所述面板开关上设置的通信端口包括CAN端口和串行端口。
进一步地，所述的面板开关上设置有用于实现手动测试和自动测试的开关。
本发明的有益效果是:本发明的测试仪包括面板开关、测试系统和上位机，面板开关用于手动输入测试信号并将测试信号通过测试系统发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；测试系统用于采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，并将生成的自动测试序列发送给控制对象，为控制对象提供自动输入参数；上位机上设置有用于连接控制对象和被控对象的接口，上位机用于调用被控对象的输出参数和控制对象的输入参数，实现对被控对象状态的确认，以验证控制对象的正确性。本发明采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，可根据需要对测试序列进行修改，易扩展，能够实现测试人员与开发人员的开发工具的无缝连接；不仅能够实现自动测试，而且还可以实现手动测试。
附图说明
图1是本发明双模式自动测试仪的测试流程图；
图2是本发明双模式自动测试仪的原理图；
图3是本发明实施例中针对电动汽车手动上电的双模式自动测试仪原理图；
图4是本发明实施例中手动上电测试流程图；
图5是本发明实施例中针对电动汽车自动上电的双模式自动测试仪原理图；
图6是本发明实施例中自动上电测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的针对控制系统的测试仪包括面板开关、控制系统和上位机，面板开关上至少设置有数字信号输入端口、模拟信号输出端口和通信端口，测试系统上设置有相应的输入、输出接口，测试系统通过其输出接口用于连接控制对象，面板开关用于手动输入测试信号并将测试信号通过测试系统发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；测试系统用于采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，并将生成的自动测试序列发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；上位机上设置有用于连接控制对象和被控对象的接口，上位机用于调用被控对象的输出参数和控制对象的输入参数，实现对被控对象状态的确认，以验证控制对象的正确性。
具体的，如图2所示，面板开关上设置有数字低边输入口、数字高边输入口，模拟信号输入口、模拟信号输出口、CAN通信端口和串行端口等，用于为控制对象手动输入参数；为实现自动测试与手动测试的切换，面板开关上还设置有自动测试与手动测试的手动切换开关。
测试系统测试系统用于生成自动测试序列，并将生成的自动测试序列发送给控制对象，为控制对象提供输入参数，以实现对控制对象的自动测试，测试系统包括软件与硬件部分，其中硬件部分必须保证其实时响应速度及运算精度，因此本实施例中的硬件部分采用16位及以上的MCU，并且设置有数字输入端口、数字输出端口，模拟信号输入端口、模拟信号输出端口，CAN通讯和串行通信，能够完成各种测试信号的输入与输出。由于控制对象采用的也是采用Matlab的m语言编写而成，因此测试系统的软件部分是依据Matlab的m语言与Simulink模块搭建而成，并通过自动代码生成的RTW工具实现控制系统的编写。软件部分包括自动测试和手动测试两个构架，如图1所示，其中手动测试部分则是根据面板的各种信号的输入，实现对控制策略信号的输入从而控制被控对象，检验控制对象的正确性，而自动测试部分则是开放性的，通过开发人员对控制系统的理解，编写基于M语言或者Simulink的测试序列，并且可以根据面板的自动测试序列开关实现不同测试序列的自动切换，实现自动测试。
上位机部分如图3所示，是依据Matlab的GUI上位机界面编写而成，该界面通过调用被控对象的输出参数及控制对象的输入参数，实现对被控对象状态的确认，并判断控制对象是否与实际输入相符，以验证控制对象是否有误。上位机设置有Simulink数据采集接口和GUI采集接口，Simulink数据采集接口用于连接控制对象，GUI采集接口用于连接被控对象。
同时由于自动测试序列只有输出，因此可以将自动测试序列按照编号进行分类，同时输出给上位机，上位机可以通过控制自动测试序列编号进行调用，完成自动测试。
下面整车控制器上电测试逻辑的测试过程为例进行说明。常见的电动汽车的上电分为总火上电定义为电瓶上电，常火上电定义为on火上电，整车起动上电Star火上电，电附件上电，电机上电；前进挡D档，空挡N档，倒档R档。根据以上上电顺序，及各上电电信号的性质，划分到面板信号低边输入、低边输出、高边输入和高边输出，根据实际情况将on火、star火和电瓶上电分为高边输入，双闪信号和手刹信号定义在高边输出，前进挡D档、空挡N档和倒档R档定义在低边输入，电附件上电和电机上电划分到高边输出，油门信号与制定信号定义在模拟信号输入。
上位机界面将整车控制器的输入信号通过Simulink的数据采集接口采集到上位机界面中，整车状态的响应情况也将把信号通过GUI采集到信号状态。通过信号的逐次输入，查看整车的状态，来验证纯电动控制系统是否完善。其手动上电顺序如图4所示。
自动测试上电用例的编写，需要测试人员根据测试需求，编写m语言或使用Simulink进行模型的搭建，由于自动测试序列的编写不需要硬件输入到双模式自动测试仪，因此其信号只有输出，自动测试用例的切换不仅可以通过面板开关进行控制，而且可以通过上位机界面切换控制不同的测试用例进行测试，上位机对各信号的监控与手动测试用例的监控相同。电动汽车上电逻辑的测试用例其搭建的流程如图6所示。
Claims (9)
1.一种针对控制系统的测试仪，其特征在于，该测试仪包括面板开关、测试系统和上位机，所述面板开关上至少设置有数字信号输入端口、模拟信号输出端口和通信端口，所述测试系统上设置有相应的输入、输出接口，所述测试系统通过其输出接口用于连接控制对象，
所述面板开关用于手动输入测试信号并将测试信号通过测试系统发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；
所述测试系统用于采用与控制对象相同的软件生成自动测试序列，并将生成的自动测试序列发送给控制对象，为控制对象提供输入参数；
所述上位机上设置有用于连接控制对象和被控对象的接口，上位机用于调用被控对象的输出参数和控制对象的输入参数，实现对被控对象状态的确认，以验证控制对象的正确性。
2.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述的面板开关上设置有用于实现不同测试序列切换的测试序列开关。
3.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述的测试系统还与上位机通信连接，用于将生成的自动测试序列按照编号分类并发送给上位机，上位机用于通过控制自动测试序列编号实现对自动测试序列的编号。
4.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述的测试仪还包括报警装置，当上位机检测到控制对象不正确时控制报警装置进行报警。
5.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述测试系统的硬件部分采用至少16位的MCU。
6.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述测试系统的软件部分依据Matlab的m语言与Simulink模块搭建而成，通过自动代码生成RTW工具实现测试系统的编写。
7.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述上位机设置有Simulink数据采集接口和GUI采集接口，所述Simulink数据采集接口用于连接控制对象，GUI采集接口用于连接被控对象。
8.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述面板开关上设置的通信端口包括CAN端口和串行端口。
9.根据权利要求1所述的针对控制系统的测试仪，其特征在于，所述的面板开关上设置有用于实现手动测试和自动测试的开关。
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