[实用新型]一种总线式运动控制系统的性能测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统的测试方法，具体是指一种总线式运动控制系统的性能测试装置，可以适用于各种总线式运动控制系统的功能测试场合。 

背景技术

运动控制系统的性能测试分析是提高其加工性能、安全性、可靠性、稳定性的主要途径之一。通过采用测试工具及辅助设备，根据相应的测试用例和测试流程，对系统的功能、性能等进行测试与验证，以满足具体系统环境的应用需求。 

测试的主要目的是:1、寻找系统开发过程中的问题和缺陷;2、验证系统结构和算法的执行效果;3、提高系统的功能与质量;4、验证是否满足用户的具体应用需求。通过多个测试过程，可找到迄今为止尚未发现的错误与缺陷，分析产生错误的原因，保证运动控制系统的功能可靠执行，提高运动控制系统的加工性能。 

总线式运动控制系统具有拓展性好、开放性高等特点，常见的总线接口有串口、1394、以太网、光纤等。目前以太网由于其具有高效的传输速率，优良的抗干扰性以及低廉的成本等特点被业界认为是最具有前景的总线接口。一般的总线控制系统主要由主站和从站两部分构成，两者之间通过总线连接。作为运动控制的总线，要求其具有严格实时性以满足运动控制的要求。 

运动控制系统的性能表现主要分为两方面，一方面是加工效果的优劣，反应运动控制系统的执行效果如加减速度的过程是否平滑、轨迹规划是否达到要求等。另一种是运动控制系统对IO信号的响应是否满足要求。 

目前对运动控制系统的普遍测试方法是通过对其生成的具体产品进行几何学测量进而分析其性能。但是运动控制系统是一个复杂的系统平台，由控制系统、驱动系统、执行系统和机械系统等多个子系统组成，如果测试结果表明运动控制系统内部存在缺陷，则需要从各个子系统综合考虑可能的原因，很难找出具体哪一个部分的原因。这种测试方式效率低，且不易找出产生问题的具体位置。并且每次的测试都需要提供一个具体的零件，测试成本较高。 

对运动控制系统的稳定性和可靠性的测试，目前的主要方法是通过制定有限数量的典型测试用例录入系统中，观察运动控制系统的执行效果。但是这种测试方法无法完全覆盖运动控制系统的全部性能，实际上用户可以干涉的控制系统功能领域是比较小的，有些测试条件 是用户无法生成而实际应用中却存在的。而这部分不能测试的功能就是运动控制系统的稳定性和可靠性的灰色区域。 

目前针对运动控制系统的测试设备，主要是通过改造模拟/数字信号发生器的方式，将信号分为两路，一路接入原来控制系统接口，另一路介入测试设备中。例如改造脉冲信号发生器，将脉冲信号引入测试设备中，通过记录脉冲信号的方式实现对运动性能的分析。这种设备需要对原有的控制系统进行修改，且只能被动测试运动控制系统的性能，无法对运动控制系统进行条件测试。 

实用新型内容

运动控制系统的评价方法一般采取通过测量其产品的几何尺寸分析控制系统的功能的方法，但是控制信号经过了控制器、驱动器、执行器（如步进电机、伺服电机、伺服阀等）和机械机构转化为具体的机械动作，如果测试发现功能达不到要求则需要从多个环节进行分析才能发现问题，这并不是一件容易实现的事情。总线式运动控制系统是一种分布式运动控制系统，作为控制器的主站与各个功能从站之间通过总线连接。 

运动控制器是影响运动控制系统功能的主要方面，将运动控制器从运动控制系统测试中剥离出来单独考虑，在排除运动控制器的因素然后再分析其他因素则较容易找出运动控制系统的错误所在。 

本实用新型公布了一种总线式运动控制系统的性能测试方法和装置，通过对总线数据的监控，实现对运动控制系统的性能测试。该方法主要针对运动控制系统中的运动控制器功能进行测试，可实现以下两种功能：1.性能测试，通过监听总线的传输数据，测试分析运动控制系统的功能；2.条件测试，将测试用例通过修改总线传输数据的方式输入到运动控制系统中，测试分析运动控制系统对该测试用例的响应状况。