專利名稱：一種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)的測(cè)試方法，具體是指一種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法及裝置，基于該方法設(shè)計(jì)的測(cè)試裝置可以適用于各種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能測(cè)試場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試分析是提高其加工性能、安全性、可靠性、穩(wěn)定性的主要途徑之一。通過(guò)采用測(cè)試工具及輔助設(shè)備，根據(jù)相應(yīng)的測(cè)試用例和測(cè)試流程，對(duì)系統(tǒng)的功能、性能等進(jìn)行測(cè)試與驗(yàn)證，以滿足具體系統(tǒng)環(huán)境的應(yīng)用需求。測(cè)試的主要目的是:1、尋找系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題和缺陷；2、驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法的執(zhí)行效果；3、提高系統(tǒng)的功能與質(zhì)量；4、驗(yàn)證是否滿足用戶的具體應(yīng)用需求。通過(guò)多個(gè)測(cè)試過(guò)程，可找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤與缺陷，分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因，保證運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能可靠執(zhí)行，提高運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的加工性能?？偩€式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具有拓展性好、開放性高等特點(diǎn)，常見(jiàn)的總線接口有串口、1394、以太網(wǎng)、光纖等。目前以太網(wǎng)由于其具有高效的傳輸速率，優(yōu)良的抗干擾性以及低廉的成本等特點(diǎn)被業(yè)界認(rèn)為是最具有前景的總線接口。一般的總線控制系統(tǒng)主要由主站和從站兩部分構(gòu)成，兩者之間通過(guò)總線連接。作為運(yùn)動(dòng)控制的總線，要求其具有嚴(yán)格實(shí)時(shí)性以滿足運(yùn)動(dòng)控制的要求。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能表現(xiàn)主要分為兩方面，一方面是加工效果的優(yōu)劣，反應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行效果如加減速度的過(guò)程是否平滑、軌跡規(guī)劃是否達(dá)到要求等。另一種是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)IO信號(hào)的響應(yīng)是否滿足要求。目前對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的普遍測(cè)試方法是通過(guò)對(duì)其生成的具體產(chǎn)品進(jìn)行幾何學(xué)測(cè)量進(jìn)而分析其性能。但是運(yùn) 動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)平臺(tái)，由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)組成，如果測(cè)試結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部存在缺陷，則需要從各個(gè)子系統(tǒng)綜合考慮可能的原因，很難找出具體哪一個(gè)部分的原因。這種測(cè)試方式效率低，且不易找出產(chǎn)生問(wèn)題的具體位置。并且每次的測(cè)試都需要提供一個(gè)具體的零件，測(cè)試成本較高。對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的測(cè)試，目前的主要方法是通過(guò)制定有限數(shù)量的典型測(cè)試用例錄入系統(tǒng)中，觀察運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行效果。但是這種測(cè)試方法無(wú)法完全覆蓋運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的全部性能，實(shí)際上用戶可以干涉的控制系統(tǒng)功能領(lǐng)域是比較小的，有些測(cè)試條件是用戶無(wú)法生成而實(shí)際應(yīng)用中卻存在的。而這部分不能測(cè)試的功能就是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的灰色區(qū)域。目前針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備，主要是通過(guò)改造模擬/數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的方式，將信號(hào)分為兩路，一路接入原來(lái)控制系統(tǒng)接口，另一路介入測(cè)試設(shè)備中。例如改造脈沖信號(hào)發(fā)生器，將脈沖信號(hào)引入測(cè)試設(shè)備中，通過(guò)記錄脈沖信號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)性能的分析。這種設(shè)備需要對(duì)原有的控制系統(tǒng)進(jìn)行修改，且只能被動(dòng)測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，無(wú)法對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行條件測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法一般采取通過(guò)測(cè)量其產(chǎn)品的幾何尺寸分析控制系統(tǒng)的功能的方法，但是控制信號(hào)經(jīng)過(guò)了控制器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行器(如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、伺服閥等)和機(jī)械機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體的機(jī)械動(dòng)作，如果測(cè)試發(fā)現(xiàn)功能達(dá)不到要求則需要從多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這并不是一件容易實(shí)現(xiàn)的事情。總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是一種分布式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，作為控制器的主站與各個(gè)功能從站之間通過(guò)總線連接。運(yùn)動(dòng)控制器是影響運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)功能的主要方面，將運(yùn)動(dòng)控制器從運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)試中剝離出來(lái)單獨(dú)考慮，在排除運(yùn)動(dòng)控制器的因素然后再分析其他因素則較容易找出運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的錯(cuò)誤所在。本發(fā)明公布了一種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法和裝置，通過(guò)對(duì)總線數(shù)據(jù)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試。該方法主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)控制器功能進(jìn)行測(cè)試，可實(shí)現(xiàn)以下兩種功能:1.性能測(cè)試，通過(guò)監(jiān)聽總線的傳輸數(shù)據(jù)，測(cè)試分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能；2.條件測(cè)試，將測(cè)試用例通過(guò)修改總線傳輸數(shù)據(jù)的方式輸入到運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)試分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)該測(cè)試用例的響應(yīng)狀況。一種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試裝置，由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。下位機(jī)可以監(jiān)聽運(yùn)動(dòng)控制總線中的傳輸數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則生成一種測(cè)試數(shù)據(jù)反饋到總線系統(tǒng)中，同時(shí)將原數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)解析發(fā)送到上位機(jī)。下位機(jī)由FPGA等嵌入式芯片開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)際測(cè)試轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)大約為20ns，這對(duì)于總線系統(tǒng)已經(jīng)非常小，由于延時(shí)是對(duì)稱的，因此這種延時(shí)相當(dāng)于一定長(zhǎng)度的網(wǎng)線造成的延時(shí)，在收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，這部分延時(shí)可以互相抵消。上位機(jī)通過(guò)對(duì)監(jiān)聽的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以評(píng)價(jià)待測(cè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能。使用者通過(guò)上位機(jī)可以編輯測(cè)試條件以配置下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，從而將測(cè)試條件輸入數(shù)控系統(tǒng)中。 該方案可解決運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)性能測(cè)試方法的難題，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 性能測(cè)試方法包括以下步驟:步驟(I)根據(jù)待測(cè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和主要功能，在上位機(jī)構(gòu)造結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，作為總線數(shù)據(jù)分析控制系統(tǒng)功能的依據(jù)。步驟(2)將測(cè)試裝置接入總線系統(tǒng)中，對(duì)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)聽，獲取運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制命令數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，總線數(shù)據(jù)中包含了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制命令數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。步驟(3)下位機(jī)將監(jiān)聽的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)則模型對(duì)監(jiān)聽的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，可以得出運(yùn)動(dòng)軌跡曲線、速度曲線、加速度曲線以及IO輸入輸出狀態(tài)等。步驟(4)分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析，可以間接得出產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、加工精度等綜合性指標(biāo)。步驟(5)將錄入上位機(jī)的理論數(shù)據(jù)與監(jiān)聽數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可評(píng)價(jià)這種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能。所述步驟(I)中，結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)映射規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)幀的解析，可以具體了解數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)具體代表的功能，如IO數(shù)據(jù)信息和電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)等；通過(guò)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的映射規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀與各功能節(jié)點(diǎn)的關(guān)系映射。所述步驟(I)中，結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的構(gòu)造方法為:首先分析系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)需要收發(fā)的數(shù)據(jù)內(nèi)容與關(guān)系，以及節(jié)點(diǎn)之間的連接方式，然后依據(jù)等價(jià)原則建立數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型表示各節(jié)點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)和收發(fā)數(shù)據(jù)內(nèi)容。所述步驟(2)中，將測(cè)試裝置以級(jí)聯(lián)的方式接入總線系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)可以由一個(gè)端口流入然后立刻由相應(yīng)的另一個(gè)端口流回到總線系統(tǒng)中。所述步驟(3)中，數(shù)據(jù)發(fā)送由嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行控制和實(shí)現(xiàn)。所述步驟(3)中，對(duì)數(shù)據(jù)解析過(guò)程包括兩個(gè)步驟，節(jié)點(diǎn)映射，對(duì)監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，分析當(dāng)前監(jiān)聽的數(shù)據(jù)是由那些節(jié)點(diǎn)收發(fā)；數(shù)據(jù)映射，在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部做數(shù)據(jù)映射，識(shí)別監(jiān)聽的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的哪一個(gè)功能數(shù)據(jù)。所述步驟(5)之后還包括找出控制系統(tǒng)的存在的問(wèn)題和缺陷，進(jìn)行修正的步驟。條件測(cè)試方法包括以下步驟:步驟(I)用戶修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的測(cè)試用例并配置到下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中。步驟(2)通過(guò)對(duì)修改總線轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方式將測(cè)試用例輸入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中；步驟(3)然后根據(jù)輸入的測(cè)試用例，通過(guò)分析反饋的總線數(shù)據(jù)測(cè)試控制系統(tǒng)的相應(yīng)性能或者有無(wú)執(zhí)行合理動(dòng)作。在輸入測(cè)試用例之后，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)的動(dòng)作，因此總線數(shù)據(jù)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)聽運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋的總線數(shù)據(jù)可分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的響應(yīng)狀況。所述步驟(I)中，所述測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法為:根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型修改主站或從站的功能數(shù)據(jù)，則可以生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)修改規(guī)則，然后作用到下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中；可以模擬的測(cè)試用例如IO信號(hào)修改，伺服運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)修改等，總線的主站和從站通過(guò)接受總線數(shù)據(jù)的方式可以響應(yīng)此信號(hào)。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):1、無(wú)需修改原有的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，將測(cè)試裝置直接連接待測(cè)系統(tǒng)的總線中即可實(shí)現(xiàn)測(cè)試。2、對(duì)原有總線系統(tǒng)的性能影響小，下位機(jī)在接收到總線數(shù)據(jù)時(shí)立刻轉(zhuǎn)發(fā)回網(wǎng)絡(luò)，時(shí)間延遲大約為120ns左右，對(duì)于總線系統(tǒng)而言這個(gè)數(shù)值基本可以忽略，有些總線系統(tǒng)在系統(tǒng)初始化時(shí)可能會(huì)將這部分時(shí)間直接抵消掉，因此測(cè)試裝置對(duì)控制系統(tǒng)基本是透明的。3、可測(cè)試條件的覆蓋范圍廣，由于實(shí)際系統(tǒng)提供給用戶可操作的區(qū)域比較窄，因此有的測(cè)試條件是用戶無(wú)法直接生成的，采用這種總線數(shù)據(jù)干預(yù)式的測(cè)試方法則可以自由定制任何的輸入輸出數(shù)據(jù)，因此可以測(cè)試所有IO輸入條件下的情況。4、直觀的性能對(duì)比，通過(guò)對(duì)總線數(shù)據(jù)的監(jiān)控分析可以具體了解運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中某個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)記錄，可以生成一種圖形化的對(duì)比方式。 5、測(cè)試效率高，允許用戶編程實(shí)現(xiàn)各種復(fù)合測(cè)試條件輸入總線系統(tǒng)中，進(jìn)而可以對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行高效的自動(dòng)化測(cè)試，較手工測(cè)試方式具有測(cè)試效率高，檢測(cè)效果快等優(yōu)勢(shì)。


圖1為本發(fā)明的測(cè)試方法流程圖。圖2為構(gòu)建等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型。圖3為數(shù)據(jù)關(guān)系映射圖。圖4為用例測(cè)試原理圖。其中，1、上位機(jī)；2、下位機(jī)；3、待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；4、通信接口 ；5、總線接口 ；6、運(yùn)動(dòng)控制總線；7、從站；8、王站；9、伺服電機(jī)；10、IO ;11、真實(shí)控制系統(tǒng)；12、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)
系豐吳型。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。該測(cè)試裝置包括上位機(jī)I和下位機(jī)2兩部分，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和連接方式如圖1所示，將下位機(jī)2以一種級(jí)聯(lián)的方式通過(guò)總線接口 5接入待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)3中，然后通過(guò)通信接口 4與上位機(jī)I連接，這里通信接口 5可以為串口、以太網(wǎng)口、PC1、USB等計(jì)算機(jī)通信接口。下位機(jī)2通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制總線6與從站7連接，從站7之間也通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制總線6連接。上位機(jī)I通過(guò)接收下位機(jī)2監(jiān)聽的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析功能，并且可以輸入測(cè)試用例然后經(jīng)過(guò)通信接口 4將用例規(guī)則配置在下位機(jī)2的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中，其中內(nèi)建的與待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)3等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系模型12為數(shù)據(jù)分析和測(cè)試用例輸入的依據(jù)。由于總線的強(qiáng)實(shí)時(shí)性，非專業(yè)的監(jiān)聽設(shè)備捕獲數(shù)據(jù)幀的時(shí)間戳精度無(wú)法滿足測(cè)試要求，因此需要設(shè)計(jì)開發(fā)一種嵌入式系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)下位機(jī)2的總線數(shù)據(jù)監(jiān)控功能，可以由FPGA、DSP、ARM等嵌入式可編程芯片開發(fā)。下位機(jī)2的功能包括兩部分，一是將監(jiān)聽的總線數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解析上發(fā)到上位機(jī)1，二是通過(guò)制定的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)回總線系統(tǒng)中。建立等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系模型12的方式如圖2所示，首先分析真實(shí)控制系統(tǒng)11中各節(jié)點(diǎn)需要收發(fā)的數(shù)據(jù)內(nèi)容與關(guān)系，以及節(jié)點(diǎn)之間的連接方式，然后依據(jù)等價(jià)原則建立數(shù)據(jù)模型，模型表示各節(jié)點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)和收發(fā)數(shù)據(jù)內(nèi)容，如數(shù)據(jù)關(guān)系模型中伺服節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容內(nèi)部包括私服電機(jī)9的運(yùn)動(dòng)位置信息和1010的狀態(tài)信息。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)聽過(guò)程如下:下位機(jī)2通過(guò)監(jiān)聽總線，獲取總線傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)解析加入精密的時(shí)間戳信息發(fā)送到上位機(jī)I。上位機(jī)I根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系模型12解析數(shù)據(jù)，這樣可以解析出某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的在一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)交互內(nèi)容；然后根據(jù)節(jié)點(diǎn)的屬性，如節(jié)點(diǎn)為伺服控制節(jié)點(diǎn)，則可以解析出伺服運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度等。對(duì)總線數(shù)據(jù)解析過(guò)程包括兩個(gè)步驟，如圖3所示:一、節(jié)點(diǎn)映射，對(duì)監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，分析當(dāng)前監(jiān)聽的數(shù)據(jù)是由那些節(jié)點(diǎn)收發(fā)；二、數(shù)據(jù)映射，在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部做數(shù)據(jù)映射，識(shí)別監(jiān)聽的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的哪一個(gè)功能數(shù)據(jù)。上位機(jī)I可以將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比分析系統(tǒng)的性能。例如將設(shè)計(jì)的軌跡數(shù)據(jù)輸入上位機(jī)I中，然后與待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)3的運(yùn)動(dòng)軌跡作對(duì)比，以檢測(cè)待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)3的軌跡是否與設(shè)計(jì)匹配。
系統(tǒng)的用例測(cè)試過(guò)程如下:通過(guò)修改總線傳輸數(shù)據(jù)的方式將測(cè)試用例輸入到待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)3中，其具有可測(cè)面廣、定制性強(qiáng)，測(cè)試效率高等特點(diǎn)。測(cè)試過(guò)程包括以下兩個(gè)方面，如圖4:一、將測(cè)試用例通過(guò)通信接口 4配置到下位機(jī)2的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中。如用戶通過(guò)上位機(jī)I修改了一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入變量，下位機(jī)2按照這個(gè)規(guī)則在收到這個(gè)節(jié)點(diǎn)上發(fā)的數(shù)據(jù)的時(shí)修改其輸入變量在數(shù)據(jù)幀中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；二、通過(guò)對(duì)總線數(shù)據(jù)的監(jiān)聽，判斷系統(tǒng)對(duì)測(cè)試用例的響應(yīng)狀況。如系統(tǒng)的正常應(yīng)激過(guò)程為在接收到某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入變量改變時(shí)，則改變另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出變量，通過(guò)監(jiān)聽主站8的下發(fā)數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀可判斷系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞 動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試裝置，其特征是，包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)監(jiān)聽運(yùn)動(dòng)控制總線中的傳輸數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則生成測(cè)試數(shù)據(jù)反饋到總線系統(tǒng)中，同時(shí)將傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)解析發(fā)送到上位機(jī)；上位機(jī)通過(guò)對(duì)監(jiān)聽的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)待測(cè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，或者使用者通過(guò)上位機(jī)編輯測(cè)試條件，以配置下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，將測(cè)試條件輸入數(shù)控系統(tǒng)中。
2.如權(quán)利要求1所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟(I)根據(jù)待測(cè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和主要功能，在上位機(jī)構(gòu)造結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，作為總線數(shù)據(jù)分析控制系統(tǒng)功能的依據(jù)； 步驟(2)將總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試裝置接入總線系統(tǒng)中，對(duì)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)聽，獲取運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制命令數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息數(shù)據(jù)； 步驟(3)下位機(jī)將監(jiān)聽的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)則模型對(duì)監(jiān)聽的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析； 步驟(4)分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析，得出運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的指標(biāo)； 步驟(5)將錄入上位機(jī)的理論數(shù)據(jù)與監(jiān)聽數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)這種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性倉(cāng)泛。
3.如權(quán)利要求2所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(I)中，結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)的 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)映射規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)幀的解析，具體了解數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)具體代表的功能；通過(guò)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的映射規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀與各功能節(jié)點(diǎn)的關(guān)系映射。
4.如權(quán)利要求2所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(I)中，結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的構(gòu)造方法為:首先分析系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)需要收發(fā)的數(shù)據(jù)內(nèi)容與關(guān)系，以及節(jié)點(diǎn)之間的連接方式，然后建立數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型表示各節(jié)點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)和收發(fā)數(shù)據(jù)內(nèi)容。
5.如權(quán)利要求2所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(2)中，將總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試裝置以級(jí)聯(lián)的方式接入總線系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)由一個(gè)端口流入然后立刻由另一個(gè)端口流回到總線系統(tǒng)中。
6.如權(quán)利要求2所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(3)中，數(shù)據(jù)發(fā)送由嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行控制和實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求2所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(3)中，對(duì)數(shù)據(jù)解析過(guò)程包括兩個(gè)步驟，節(jié)點(diǎn)映射，對(duì)監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，分析當(dāng)前監(jiān)聽的數(shù)據(jù)是由那些節(jié)點(diǎn)收發(fā)；數(shù)據(jù)映射，在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部做數(shù)據(jù)映射，識(shí)別監(jiān)聽的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的哪一個(gè)功能數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求2所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(5)之后還包括找出待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的存在的問(wèn)題和缺陷，進(jìn)行修正的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟(I)用戶修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的測(cè)試用例并配置到下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中； 步驟(2)通過(guò)對(duì)修改總線轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方式將測(cè)試用例輸入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中； 步驟(3)然后根據(jù)輸入的測(cè)試用例，通過(guò)分析反饋的總線數(shù)據(jù)測(cè)試待測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能。
10.如權(quán)利要求9所述的總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試方法，其特征是，所述步驟(O中，所述測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法為: 根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型修改主站或從站的功能數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)修改規(guī)則，然后作用到下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中； 所述測(cè)試用為IO信號(hào)修改或者伺服運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)修改，總線的主站和從站通過(guò)接受總線數(shù)據(jù)的方式響應(yīng)此信 號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種總線式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試裝置，包括下位機(jī)和上位機(jī)，下位機(jī)監(jiān)聽運(yùn)動(dòng)控制總線中的傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，并按照轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則修改總線數(shù)據(jù)反饋回總線系統(tǒng)中。上位機(jī)將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與監(jiān)聽的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析評(píng)價(jià)待測(cè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，上位機(jī)通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)試用例配置到下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中，將測(cè)試用例輸入待測(cè)系統(tǒng)中。本發(fā)明通過(guò)對(duì)總線數(shù)據(jù)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試，通過(guò)監(jiān)聽總線的傳輸數(shù)據(jù)，分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性能；或者將測(cè)試用例通過(guò)對(duì)總線傳輸數(shù)據(jù)修改的方式輸入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)、測(cè)試成本低、測(cè)試效率高等特點(diǎn)，具有較好的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G05B23/02GK103217973SQ201310136420
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者胡天亮, 孫好春, 張承瑞 申請(qǐng)人:山東大學(xué)