专利名称：基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种电动汽车。特别是涉及一 种能够准确、高效地判定电机控制电路 质量的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统及方法。
背景技术：
随着环保和能源问题日益受到世界各国关注，电动汽车在国家政策、财政支持及 技术推动下，得到了迅速发展，产业化格局正逐渐形成。车用电机及其控制系统作为电动汽 车的关键零部件，用户必须选择合适的测试系统准确、高效地判定电机控制电路的质量，通 过测试数据的分析不断改进相关生产工艺。目前采用的传统测试主要依靠人工检测，存在 测试时间长、重复性和数据处理同步性差、测试结果精度低等缺点，很难适合批量化生产的 要求。虚拟仪器通过软件将计算机的硬件资源和仪器的硬件资源有机融合在一起，充分 发挥计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量及控制能力，利用软件对测试数据实时 进行分析、计算和处理，特别适合自动在线测试系统的发展要求。将该技术应用于电动汽车 电机控制电路的功能检测，是电动汽车关键零部件自动测试领域中一个重要发展方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种将最新的虚拟仪器技术应用于电机控制 电路的功能检测中，通过I/O接口设备完成控制电路板所需信号的加载和电路板输出响应 和状态的采集，利用Labview图形语言编程实时完成测试数据的分析及处理，且可以精确 控制测量过程、记录与显示测量结果的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统及 方法。本发明所采用的技术方案是一种基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系 统及方法，系统包括有工控机和与工控机连接的CAN通信总线，还包括有测试设置单元，与工控机相连，通过工控机的友好设置界面对待测电路的测试项 目和模块进行选择，设定允许误差限值；数据处理单元，与工控机相连，对测试数据进行计算和处理，并与设置的允许误差 限值比较；结果显示单元，与工控机相连，用于显示全部测试数据和分析结果；数据库管理单元，与工控机相连，用于对全部数据予以存储以便检索及查询；数据采集单元，输入端连接待测电机控制电路，用于采集测试信息，输出端与工控 机相连；PXI通讯板卡，分别与工控机及CAN通信总线相连，工控机通过PXI通讯板卡接收 待测电机控制电路传送的信息；程控电源与待测电机控制电路相连，工控机通过GPIB转USB端口控制程控电源为 待测电机控制电路供电；
待测电机控制电路分别连接数据采集单元和CAN通信总线。所述的待测电机控制电路包括有主控制板和分别与主控制板相连的刹车模块、 DSP控制模块、加速模块、码盘信号测试模块、温度模块、CAN通信模块、PWM信号处理模块、 电压传感器反馈模块、电流传感器反馈模块和继电器模块。所述的测试设置单元的测试项目和模块包括有DSP自检测试模块、继电器测试 模块、电流传感器测试模块、电压传感器测试模块、温度传感器测试模块、PWM信号测试模 块、CAN通讯信号测试模块、码盘信号测试模块 、加速踏板信号测试模块、制动踏板信号测试 模块。所述的数据处理单元包括有数据处理模块，基于三参数正弦曲线波形拟合算法 对经由PXI数据采集板卡和PXI通讯板卡传入微机内的测试数据进行计算、处理，并与测试 设置部分规定的允许误差限值进行比较，判定电机控制电路测试功能项是否合格；数据比 较模块，对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较，判定测试功能项是否合格。所述的数据采集单元包括有与工控机相连的PXI数据采集板卡，所述的PXI数据 采集板卡依次通过信号采集端子和接口电路连接待测电机控制电路，为待测电机控制电路 提供测试激励信号，并接收待测电机控制电路的反馈信号；所述的GPIB转USB端口通过程 控电源连接待测电机控制电路，工控机通过GPIB端口控制程控电源为待测电机控制电路 {共 ο所述的接口电路包括有第一 第七芯片Ul U7、第一 第十二继电器Jl J12、 第一 第七接口 com C0N7以及第八和第九接口 C0N10、PWM，其中，所述的第一芯片Ul和 第二芯片U2的1、2、3脚连接第二接口 C0N2，所述的第一芯片Ul的10 15脚对应连接第 三芯片U3的13、11、9、5、3、1脚，第一芯片Ul的9、7脚和第二芯片U2的14、11、9、7脚对应 连接第四芯片U4的1、3、5、9、11、13脚，第三芯片U3的2、4、6、8、10、12、7脚对应连接第五 芯片U5的3、4、5、6、7、8、9脚，第四芯片U4的2、4、6、8、10、12、7脚对应连接第六芯片U5的 1、2、3、4、5、6、9 脚，第五芯片 U5 的 16、15、14、13、12、11 和第六芯片 U6 和 18、17、16、15、14、 13脚依次对应连接第一 第十二继电器Jl J12的线圈，所述第一 第十二继电器Jl J12的开关触点分别连接第五 第七接口 C0N5 C0N7，芯片U7的1、2脚接地，3、4脚接电 源VCC，8脚通过电阻R7接电源VCC，通过开关Sl接地，5、6、7脚通过电阻R4、电阻R3、电阻 R2、电阻Rl对应连接接口 C0N8和接口 C0N9。基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统的测试方法，包括有如下步骤(1)测试项目选择及参数设置在测试设置单元中通过工控机的友好设置界面对 测试功能模块进行选择，并设定各测试选项的允许误差限值；(2)测试信号采集工控机通过GPIB端口控制程控电源为待测电机控制电路供 电，PXI数据采集板卡根据测试要求通过自动接口电路为待测电机控制电路提供测试激励 信号并接收待测电机控制电路反馈信号，从待测电机控制电路采集的数据经CAN通信总线 和PXI通讯卡传入工控机；(3)测试数据分析及处理使用拟合分析计算程序对经由PXI数据采集板卡和PXI 通讯板卡传入工控机内的测试数据进行计算、处理，并与测试设置部分规定的允许误差限 值进行比较；(4)测试结果显示将采集到的信号及经过分析比较得到的测试结果在液晶屏上进行显示，检测人员能够根据显示内容判定待测电机控制电路测试选项是否合格；(5)数据库更新和管理数据库管理软件对全部测试数据及测试结果进行组织和 管理，并为生产管理人员提供数据更新、存储、共享、打印及交互式查询功能。步骤2中所述的待测电机控制电路采集数据的过程包括如下步骤1)系统初始化；2)判断检测接口电路板是否连接，是将目标电路板通电，否则返回第1步骤；3)进行E2ROM测试程序烧写；4)判断是否进行继电器模块测试，是进行继电器模块测试，否则进入下一步骤；5)判断是否进行传感器模块测试，是进行电流传感器模块测试，否则进入下一步 骤；6)判断是否进行PWM测试，是进行PWM测试，否则进入下一步骤；7)判断是否进行电机温度模块测试，是进行电机温度模块测试，否则进入下一步 骤；8)判断是否进行电压传感器测试，是进行电压传感器测试，否则进入下一步骤；9)判断是否进行旋转变压器模块测试，是进行旋转变压器模块测试，否则进入下
一步骤；10)判断是否进行加速踏板模块测试，是进行进行加速踏板模块测试，否则进入下
一步骤；11)判断是否进行刹车踏板模块测试，是进行进行刹车踏板模块测试，否则进入下
一步骤；12)判断是否进行码盘模块测试，是进行进行码盘模块测试，否则进入下一步骤；13)更新测试记录信息；14)拆下测试接口电路；15)判断是否继续进行测试，是返回第一步骤继续，否则结束。步骤3所述的测试数据分析及处理包括数据处理和数据比较两部分，其中，所述 的数据处理部分包含基于三参数正弦曲线波形拟合算法，在特征信号频率已知时获取幅 度、相位和直流偏移，通过对比正弦激励相位与拟合曲线相位判定待测电机控制电路中采 样电路的相位延迟程度；数据比较部分对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较， 判定测试功能项是否合格，具体包括如下步骤1)通过PXI-8461CAN通讯板卡向DSP发送测试指令，初始设定i = 1 ；2)在工控机控制下，PXI-6259数据采集板卡向目标电路板发送第i组测试信号；3)目标电路板的传感器反馈电路对测试信号进行采集；4) DSP芯片对采集信号进行A/D转换；5)目标电路板通过CAN通信总线向PXI-8461CAN通讯板卡发送数据采集结果；6)工控机调用数据处理单元进行三参数正弦波拟合；7)根据测试设置单元设定的误差限值判断目标电路板待测模块是否满足精度要 求，是显示正确，否则显示错误；8)设定 i = i+1 ；9)判断i是否大于5，是结束，否则返回第2步骤循环。
数据比较部分对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较，判定测试功能项 是否合格。步骤5所述的数据库内包括有对被测电机控制电路的编号、测试项目、测试时间、 测试数据、测试结果、测试人员信息，并提供数据更新、存储、共享、打印及交互式查询，具体 包括如下步骤1)判断是否有新的测试数据，有进入下一步骤，否则进入第4步骤；2)存储测试数据；3)更新数据库共享测试数据；4)判断打印按钮是否有动作，有动作完成打印后进入下一步骤，否则直接进入下
一步骤；5)判断查询按钮是否有动作，有动作完成数据库查询后进入下一步骤，否则直接 进入下一步骤；6)判断数据库管理系统是否需要关闭，是则退出系统，否则返回第1步骤重新开 始。本发明的电动汽车电机控制自动测试系统及方法，能够自动完成电动汽车电机控 制电路的功能检测及测试数据采集、处理和存储；整个测试过程由PXI工控机通过程序进 行控制，可通过程序修改调整测试功能和目的；数据采集速度快，保证了测试数据的同步采 样，测试精度高，重复性好，消除了人工读数引起的误差；通过对测试数据的拟合处理，降低 了测试误差，提高了检测的自动化水平，并且具有较高的可靠性。
图1是电动汽车电机控制电路自动测试系统整体结构框图；图2是电动汽车电机控制电路功能模块框图；图3是系统数据采集部分接口电路原理图；图4是系统数据处理部分软件拟合分析实现流程图；图5是电动汽车电机控制电路自动测试系统软件实现流程图；图6是系统数据库管理部分软件实现流程图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试 系统及方法做出详细说明。本发明的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统及方法，将最新的虚拟 仪器技术应用于电机控制电路的功能检测中，通过I/O接口设备完成控制电路板所需信号 的加载和电路板输出响应和状态的采集，利用Labview图形语言编程实时完成测试数据的 分析及处理，且可以精确控制测量过程、记录与显示测量结果。如图1所示，本发明的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，包括有 工控机5和与工控机连接的CAN通信总线8，以及测试设置单元1，与工控机5相连，通过 工控机内的友好设置界面对待测电路的测试项目和模块进行选择，设定允许误差限值；数 据处理单元2，与工控机5相连，对测试数据进行计算和拟合处理，并与设置的允许误差限
8值比较；结果显示单元3，与工控机5相连，用于显示全部测试数据和分析结果；数据库管理 单元4，与工控机5相连，用于对全部数据予以存储以便检索及查询；数据采集单元6，输入 端连接待测电机控制电路7，用于采集测试信息，输出端与工控机5相连；PXI通讯板卡61， 分别与工控机5及CAN通信总线8相连，工控机5通过PXI通讯板卡61接收待测电机控制 电路7传送的信息；程控电源65与待测电机控制电路7相连，工控机5通过GPIB转USB端 口 63控制程控电源65为待测电机控制电路7供电；待测电机控制电路7分别连接数据采 集单元6和CAN通信总线8。如图2所示，所述的待测电机控制电路7包括有主控制板71和分别与主控制板 71相连的刹车模块711、DSP控制模块712、加速模块713、码盘信号测试模块714、温度模块 715、CAN通信模块716、PWM信号处理模块717、电压传感器反馈模块718、电流传感器反馈 模块719和继电器模块720。所述的测试设置单元1的测试项目和模块包括有DSP自检测试模块、继电器测试 模块、电流传感器测试模块、电压传感器测试模块、温度传感器测试模块、PWM信号测试模 块、CAN通讯信号测试模块、码盘信号测试模块、加速踏板信号测试模块、制动踏板信号测试 模块，并可分别设定各测试选项的允许误差限值。所述的测试设置单元1由用户根据待测电机控制电路7内不同模块的使用目的、 要求和器件可靠性水平差异，通过工控机5内由Labview图形语言编制的友好设置界面选 择测试功能项目，并依据不同产品的性能指标设定各测试项的允许误差限值，如继电器模 块的测试指标为继电器开关动作延迟时间，电流传感器反馈模块的测试指标为调理电路的 电压幅值变化系数与电路相位延迟等。各测试项内可设定的误差限值由用户根据需求动态 调整，并在测试过程结束后在数据库内予以存储，便于产品故障的追溯与管理。所述的数据处理单元2包括有数据处理模块，基于三参数正弦曲线波形拟合算 法对经由PXI数据采集板卡62和PXI通讯板卡61传入微机内的测试数据进行计算、处理， 并与测试设置部分规定的允许误差限值进行比较，判定电机控制电路测试功能项是否合 格；数据比较模块，对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较，判定测试功能项是否 合格。所述的结果显示单元3由计算机显示装置组成，对采集到的信号及经过分析比较 得到的测试结果进行显示。如图1所示，所述的数据采集单元6包括有与工控机5相连的PXI数据采集板卡 62，所述的PXI数据采集板卡62依次通过信号采集端子64和接口电路66连接待测电机控 制电路7，为待测电机控制电路7提供测试激励信号，并接收待测电机控制电路7的反馈信 号；所述的GPIB转USB端口 63通过程控电源65连接待测电机控制电路7，工控机5通过 GPIB转USB端口 63控制程控电源65为待测电机控制电路供电。数据采集单元6采用黑箱测试原理。PXI-8106为工业控制计算机，PXI-6259数据 采集板卡和PXI-8461CAN通讯板卡通过PXI总线分别与工控机连接，其中PXI-6259数据采 集板卡根据工控机发送的测试要求通过图3所示的接口电路，为待测电机控制电路提供测 试激励信号并接收其反馈信号。本发明的自动接口电路利用继电器的开关作用缩短了测试 时间，并提高了测试的可靠性和效率。工控机根据测试要求输出三路布尔型的数字信号，分 别连至两片译码器的数字控制端，控制端的不同取值决定译码器的选通通道；译码器的输出信号经过反相器取反后直接驱动两片达林顿驱动器，驱动器输出信号连至继电器控制端 的正极，继电器控制端的负极则与驱动器的公共端相连；继电器受控端一端与PXI-6259数 据采集卡的信号采集端相连，另一端与待测电路相应的测试信号连接，实现其性能的自动 测试。待测电路采集的数据则经由CAN总线通过PXI-8461通讯板卡传入工控机。如图3所示，所述的接口电路66包括有第一 第七芯片Ul U7、第一 第十二继 电器Jl J12、第一 第七接口 CONl C0N7以及第八和第九接口 C0N10、PWM，其中，所述 的第一芯片Ul和第二芯片U2的1、2、3脚连接第二接口 C0N2，所述的第一芯片Ul的10 15脚对应连接第三芯片U3的13、11、9、5、3、1脚，第一芯片Ul的9、7脚和第二芯片U2的 14、11、9、7脚对应连接第四芯片U4的1、3、5、9、11、13脚，第三芯片U3的2、4、6、8、10、12、7 脚对应连接第五芯片U5的3、4、5、6、7、8、9脚，第四芯片U4的2、4、6、8、10、12、7脚对应连 接第六芯片U5的1、2、3、4、5、6、9脚，第五芯片U5的16、15、14、13、12、11和第六芯片U6和 18、17、16、15、14、13脚依次对应连接第一 第十二继电器Jl J12的线圈，所述第一 第 十二继电器Jl J12的开关触点分别连接第五 第七接口 C0N5 C0N7，芯片U7的1、2脚 接地，3、4脚接电源VCC，8脚通过电阻R7接电源VCC，通过开关Sl接地，5、6、7脚通过电阻 R4、电阻R3、电阻R2、电阻Rl对应连接接口 C0N8和接口 C0N9。在上述电路中芯片U1、U2为3线-8线译码器(74LS138)，芯片U3、U4为TTL 电平反相器(74LS04)，芯片U5、TO为达林顿驱动器(ULN2803)，芯片U7为线性稳压器 (TPS7333)。本发明的自动接口电路66利用继电器的开关作用实现自动测试功能，缩短测试 时间，并提高测试可靠性和效率。工控机5根据测试要求通过连接口 C0N2输出三路布尔型 的数字信号，分别连至两片3线-8线译码器Ul、U2的数字控制端，控制端的不同取值决定 译码器U1、U2的选通通道；译码器U1、U2的输出信号经过TTL电平反相器U3、U4取反后直 接驱动两片达林顿驱动器TO、U6，达林顿驱动器U5、U6的输出信号分别连至继电器Jl J12控制端的正极，继电器Jl J12控制端的负极则与达林顿驱动器TO、TO的公共端相连； 继电器Jl J12受控端的一端通过信号采集端子64与数据采集卡62相连，另一端则与待 测电机控制电路7相应的测试信号端连接，实现其性能的自动测试。如图1所示，CAN通信总线8与待测电机控制电路7和PXI-8461CAN通讯板卡61 相连，待测电机控制电路7通过自动接口电路66接收测试激励信号，并将各模块实时采集 的数据通过CAN通信总线8和PXI通讯板卡61传入工控机5的数据处理单元2进行处理。本发明的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统的测试方法，包括有如 下步骤(1)测试项目选择及参数设置在测试设置单元中通过工控机的友好设置界面对 测试功能模块进行选择，并设定各测试选项的允许误差限值；(2)测试信号采集工控机通过GPIB转USB端口控制程控电源为待测电机控制电 路供电，PXI数据采集板卡根据测试要求通过自动接口电路为待测电机控制电路提供测试 激励信号并接收待测电机控制电路反馈信号，从待测电机控制电路采集的数据经CAN通信 总线和PXI通讯板卡传入工控机；所述的待测电机控制电路采集数据的过程包括如下步骤1)系统初始化；
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2)判断检测接口电路板是否连接，是将目标电路板通电，否则返回第1步骤；3)进行E2ROM测试程序烧写；4)判断是否进行继电器模块测试，是进行继电器模块测试，否则进入下一步骤；5)判断是否进行传感器模块测试，是进行电流传感器模块测试，否则进入下一步 骤；6)判断是否进行PWM测试，是进行PWM测试，否则进入下一步骤；7)判断是否进行电机温度模块测试，是进行电机温度模块测试，否则进入下一步 骤；8)判断是否进行电压传感器测试，是进行电压传感器测试，否则进入下一步骤；9)判断是否进行旋转变压器模块测试，是进行旋转变压器模块测试，否则进入下
一步骤；10)判断是否进行加速踏板模块测试，是进行进行加速踏板模块测试，否则进入下
一步骤；11)判断是否进行刹车踏板模块测试，是进行进行刹车踏板模块测试，否则进入下
一步骤；12)判断是否进行码盘模块测试，是进行进行码盘模块测试，否则进入下一步骤；13)更新测试记录信息；14)拆下测试接口电路；15)判断是否继续进行测试，是返回第一步骤继续，否则结束。(3)测试数据分析及处理使用拟合分析计算程序对经由PXI数据采集板卡和PXI 通讯板卡传入工控机内的测试数据进行计算、处理，并与测试设置部分规定的允许误差限 值进行比较；所述的测试数据分析及处理包括数据处理和数据比较两部分，其中，所述的数据 处理部分包含基于三参数正弦曲线波形拟合算法，可在特征信号频率已知时获取幅度、相 位和直流偏移，通过对比正弦激励相位与拟合曲线相位判定待测电机控制电路中采样电路 的相位延迟程度。设数据记录序列为时刻tl、t2，…，tn，采样速度已知时，采样间隔为At， ti = iXAt = i/V，(i = 1,2,……，n)，角速度为ω，则正弦信号可以变成下列离散形式y(i) = A0COS (ω i)+B0Sin(ω i)+D0 = C0COS (ω i+θ 0)+D0三参数正弦曲线波形拟合即当已知数据信号的频率时，选取A、B、D，使下式所述残 差平方和最小
JlS = Y^yi-A cos(<2 ·) - B sin(^z') -D]2
i=\依据该思想利用LABVIEW图形语言软件编写的软件拟合分析流程如图4所示，通 过误差分析发现随着采样点数的增加，拟合出的幅值、相位的相对误差将不断减小。但增加 采样点的个数也会提升CAN总线的负载率，在该测试系统中选择每个周期采集130个测试 点，既能很好地复原激励信号又能降低CAN总线数据传输量。具体如图4所示，包括如下步骤1)通过PXI-8461CAN通讯板卡向DSP发送测试指令，初始设定i = 1 ；2)在工控机控制下，PXI-6259数据采集板卡向目标电路板发送第i组测试信号；
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3)目标电路板的传感器反馈电路对测试信号进行采集；4) DSP芯片对采集信号进行A/D转换；5)目标电路板通过CAN通信总线向PXI-8461CAN通讯板卡发送数据采集结果；6)工控机调用数据处理单元进行三参数正弦波拟合；7)根据测试设置单元设定的误差限值判断目标电路板待测模块是否满足精度要 求，是显示正确，否则显示错误；8)设定 i = i+l;9)判断i是否大于5，是结束，否则返回第2步骤循环。数据比较部分对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较，判定测试功能项 是否合格。(4)测试结果显示将采集到的信号及经过分析比较得到的测试结果在液晶屏上 进行显示，检测人员能够根据显示内容判定待测电机控制电路测试选项是否合格；(5)数据库更新和管理所述的数据库内包括有对被测电机控制电路的编号、测 试项目、测试时间、测试数据、测试结果、测试人员等信息，数据库管理软件对全部测试数据 及测试结果进行组织和管理，并为生产管理人员提供数据更新、存储、共享、打印及交互式 查询功能，具体如图6所示，包括如下步骤1)判断是否有新的测试数据，有进入下一步骤，否则进入第4步骤；2)存储测试数据；3)更新数据库共享测试数据；4)判断打印按钮是否有动作，有动作完成打印后进入下一步骤，否则直接进入下
一步骤；5)判断查询按钮是否有动作，有动作完成数据库查询后进入下一步骤，否则直接 进入下一步骤；6)判断数据库管理系统是否需要关闭，是则退出系统，否则返回第1步骤重新开 始。
权利要求
1.一种基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，包括有工控机( 和与工控 机(5)连接的CAN通信总线(8)，其特征在于，还包括有测试设置单元(1)，与工控机( 相连，通过工控机的友好设置界面对待测电路的测试 项目和模块进行选择，设定允许误差限值；数据处理单元O)，与工控机( 相连，对测试数据进行计算和处理，并与设置的允许 误差限值比较；结果显示单元(3)，与工控机(5)相连，用于显示全部测试数据和分析结果；数据库管理单元G)，与工控机( 相连，用于对全部数据予以存储以便检索及查询；数据采集单元(6)，输入端连接待测电机控制电路(7)，用于采集测试信息，输出端与 工控机(5)相连；PXI通讯板卡(61)，分别与工控机(5)及CAN通信总线⑶相连，工控机(5)通过PXI 通讯板卡(61)接收待测电机控制电路(7)传送的信息；程控电源(65)与待测电机控制电路(7)相连，工控机(5)通过GPIB转USB端口(63) 控制程控电源(65)为待测电机控制电路(7)供电；待测电机控制电路(7)分别连接数据采集单元(6)和CAN通信总线(8)。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，其特征在 于，所述的待测电机控制电路(7)包括有主控制板(71)和分别与主控制板(71)相连的刹 车模块(711)、DSP控制模块(712)、加速模块(713)、码盘信号测试模块(714)、温度模块 (715)、CAN通信模块(716)、PWM信号处理模块(717)、电压传感器反馈模块(718)、电流传 感器反馈模块(719)和继电器模块(720)。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，其特征在 于，所述的测试设置单元(1)的测试项目和模块包括有DSP自检测试模块、继电器测试模 块、电流传感器测试模块、电压传感器测试模块、温度传感器测试模块、PWM信号测试模块、 CAN通讯信号测试模块、码盘信号测试模块、加速踏板信号测试模块、制动踏板信号测试模 块。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，其特征 在于，所述的数据处理单元(2)包括有数据处理模块，基于三参数正弦曲线波形拟合算法 对经由PXI数据采集板卡(6 和PXI通讯板卡(61)传入微机内的测试数据进行计算、处 理，并与测试设置部分规定的允许误差限值进行比较，判定电机控制电路测试功能项是否 合格；数据比较模块，对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较，判定测试功能项是 否合格。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，其特征在 于，所述的数据采集单元(6)包括有与工控机( 相连的PXI数据采集板卡(62)，所述的 PXI数据采集板卡(6 依次通过信号采集端子(64)和接口电路(66)连接待测电机控制电 路(7)，为待测电机控制电路(7)提供测试激励信号，并接收待测电机控制电路(7)的反馈 信号；所述的GPIB转USB端口(63)通过程控电源(65)连接待测电机控制电路(7)，工控 机(5)通过GPIB端口(63)控制程控电源为待测电机控制电路供电。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统，其特征在 于，所述的接口电路(66)包括有第一 第七芯片Ul U7、第一 第十二继电器Jl J12、第一 第七接口 CONl C0N7以及第八和第九接口 C0N10、PWM，其中，所述的第一芯片Ul和 第二芯片U2的1、2、3脚连接第二接口 C0N2，所述的第一芯片Ul的10 15脚对应连接第 三芯片U3的13、11、9、5、3、1脚，第一芯片Ul的9、7脚和第二芯片U2的14、11、9、7脚对应 连接第四芯片U4的1、3、5、9、11、13脚，第三芯片U3的2、4、6、8、10、12、7脚对应连接第五 芯片U5的3、4、5、6、7、8、9脚，第四芯片U4的2、4、6、8、10、12、7脚对应连接第六芯片U5的 1、2、3、4、5、6、9 脚，第五芯片 U5 的 16、15、14、13、12、11 和第六芯片 U6 和 18、17、16、15、14、 13脚依次对应连接第一 第十二继电器Jl J12的线圈，所述第一 第十二继电器Jl J12的开关触点分别连接第五 第七接口 C0N5 C0N7，芯片U7的1、2脚接地，3、4脚接电 源VCC，8脚通过电阻R7接电源VCC，通过开关Sl接地，5、6、7脚通过电阻R4、电阻R3、电阻 R2、电阻Rl对应连接接口 C0N8和接口 C0N9。
7.—种权利要求1所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统的测试方 法，其特征在于，包括有如下步骤(1)测试项目选择及参数设置在测试设置单元中通过工控机的友好设置界面对测试 功能模块进行选择，并设定各测试选项的允许误差限值；(2)测试信号采集工控机通过GPIB端口控制程控电源为待测电机控制电路供电，PXI 数据采集板卡根据测试要求通过自动接口电路为待测电机控制电路提供测试激励信号并 接收待测电机控制电路反馈信号，从待测电机控制电路采集的数据经CAN通信总线和PXI 通讯卡传入工控机；(3)测试数据分析及处理使用拟合分析计算程序对经由PXI数据采集板卡和PXI通 讯板卡传入工控机内的测试数据进行计算、处理，并与测试设置部分规定的允许误差限值 进行比较；(4)测试结果显示将采集到的信号及经过分析比较得到的测试结果在液晶屏上进行 显示，检测人员能够根据显示内容判定待测电机控制电路测试选项是否合格；(5)数据库更新和管理数据库管理软件对全部测试数据及测试结果进行组织和管 理，并为生产管理人员提供数据更新、存储、共享、打印及交互式查询功能。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统的测试方 法，其特征在于，步骤2中所述的待测电机控制电路采集数据的过程包括如下步骤1)系统初始化；2)判断检测接口电路板是否连接，是将目标电路板通电，否则返回第1步骤；3)进行E2R0M测试程序烧写；4)判断是否进行继电器模块测试，是进行继电器模块测试，否则进入下一步骤；5)判断是否进行传感器模块测试，是进行电流传感器模块测试，否则进入下一步骤；6)判断是否进行PWM测试，是进行PWM测试，否则进入下一步骤；7)判断是否进行电机温度模块测试，是进行电机温度模块测试，否则进入下一步骤；8)判断是否进行电压传感器测试，是进行电压传感器测试，否则进入下一步骤；9)判断是否进行旋转变压器模块测试，是进行旋转变压器模块测试，否则进入下一步骤；10)判断是否进行加速踏板模块测试，是进行进行加速踏板模块测试，否则进入下一步骤；11)判断是否进行刹车踏板模块测试，是进行进行刹车踏板模块测试，否则进入下一步骤；12)判断是否进行码盘模块测试，是进行进行码盘模块测试，否则进入下一步骤；13)更新测试记录信息；14)拆下测试接口电路；15)判断是否继续进行测试，是返回第一步骤继续，否则结束。
9.根据权利要求7所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统的测试方 法，其特征在于，步骤3所述的测试数据分析及处理包括数据处理和数据比较两部分，其 中，所述的数据处理部分包含基于三参数正弦曲线波形拟合算法，在特征信号频率已知时 获取幅度、相位和直流偏移，通过对比正弦激励相位与拟合曲线相位判定待测电机控制电 路中采样电路的相位延迟程度；数据比较部分对实时采集的信号与预置的允许误差限值相 比较，判定测试功能项是否合格，具体包括如下步骤1)通过PXI-8461CAN通讯板卡向DSP发送测试指令，初始设定i= 1 ；2)在工控机控制下，PXI-6259数据采集板卡向目标电路板发送第i组测试信号；3)目标电路板的传感器反馈电路对测试信号进行采集；4)DSP芯片对采集信号进行A/D转换；5)目标电路板通过CAN通信总线向PXI-8461CAN通讯板卡发送数据采集结果；6)工控机调用数据处理单元进行三参数正弦波拟合；7)根据测试设置单元设定的误差限值判断目标电路板待测模块是否满足精度要求，是 显示正确，否则显示错误；8)设定i = i+l；9)判断i是否大于5，是结束，否则返回第2步骤循环。数据比较部分对实时采集的信号与预置的允许误差限值相比较，判定测试功能项是否 合格。
10.根据权利要求7所述的基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统的测试方 法，其特征在于，步骤5所述的数据库内包括有对被测电机控制电路的编号、测试项目、测 试时间、测试数据、测试结果、测试人员信息，并提供数据更新、存储、共享、打印及交互式查 询，具体包括如下步骤1)判断是否有新的测试数据，有进入下一步骤，否则进入第4步骤；2)存储测试数据；3)更新数据库共享测试数据；4)判断打印按钮是否有动作，有动作完成打印后进入下一步骤，否则直接进入下一步骤；5)判断查询按钮是否有动作，有动作完成数据库查询后进入下一步骤，否则直接进入 下一步骤；6)判断数据库管理系统是否需要关闭，是则退出系统，否则返回第1步骤重新开始。
全文摘要
一种基于虚拟仪器的电动汽车电机控制自动测试系统及方法，系统有工控机和与工控机连接的CAN通信总线，与工控机相连的测试设置单元、数据处理单元、结果显示单元和数据库管理单元，分别连接待测电机控制电路和工控机的数据采集单元，分别连接工控机及CAN通信总线的PXI通讯板卡，程控电源与待测电机控制电路相连，待测电机控制电路分别连接数据采集单元和CAN通信总线。方法测试项目选择及参数设置；测试信号采集；测试数据分析及处理；测试结果显示；数据库更新和管理。本发明能够自动完成电动汽车电机控制电路的功能检测及测试数据采集、处理和存储；保证了测试数据的同步采样，测试精度高，重复性好，降低了测试误差，提高了检测的自动化水平。
文档编号G05B23/02GK102147619SQ20111005048
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者李艳云, 杜智明, 毕伟, 王慧波, 窦汝振, 米彦青, 陶志军 申请人:天津清源电动车辆有限责任公司