專利名稱：一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程機械測試系統(tǒng)，尤其涉及一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)挖掘機電氣控制的有效性測試主要是通過臺架試驗來驗證，臺架實驗一般只能通過某些離散的靜態(tài)點測試來驗證控制軟件的控制功能，無法模擬整機工作時的連續(xù)性，測試效率和可靠性較低。另外一種測試方式是在裝機后通過實機操作來驗證，這樣裝機后的電氣問題點會很多，這種測試會耗費過多調(diào)試測試時間,增加調(diào)試成本。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的挖掘機測試過程中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種旨在實現(xiàn)模擬整機連續(xù)動作測試且較便捷的挖掘機 控制軟件測試系統(tǒng)及方法。
具體技術(shù)方案如下一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，包括安裝有控制軟件的待測試控制器，其中，還包括用以模擬挖掘機操作信號和執(zhí)行機構(gòu)動力源反饋信號的信號模擬裝置、用以采集所述待測試控制器輸出信號的信號采集裝置以及用以分析所述待測試控制器輸出信號的分析裝置； 所述信號模擬裝置通過一通訊裝置與所述待測試控制器的信號輸入端連接，所述信號采集裝置與所述待測試控制器的輸出端連接，所述分析裝置與所述信號采集裝置連接。
優(yōu)選的，所述信號模擬裝置及所述分析裝置主要由一計算機形成。
優(yōu)選的，所述通訊裝置為CAN總線通訊器。
優(yōu)選的，所述信號采集裝置主要由信號采集卡形成。
優(yōu)選的，還包括用以將所述待測試控制器的輸出信號放大和濾波的信號驅(qū)動裝置，所述信號驅(qū)動裝置連接于所述待測試驅(qū)動器和所述信號采集裝置之間。
一種挖掘機控制軟件測試方法，其中，包括上述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，通過一液壓采集裝置采集挖掘機工作時液壓控制系統(tǒng)的工作曲線；將所述工作曲線通過所述信號模擬裝置轉(zhuǎn)化為與所述待測試控制器匹配的輸入信號后通過所述通訊裝置傳輸至所述待測試控制器；所述待測試控制器于控制軟件的控制下根據(jù)所述輸入信號產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號；所述信號采集裝置采集所述待測試控制器輸出的輸出信號并傳送至所述分析裝置進行分析；所述分析裝置內(nèi)預(yù)置有分析算法，所述分析裝置根據(jù)預(yù)置的分析算法分析所述輸出信號以判斷所述待測試控制裝置中的控制軟件是否存在缺陷。
優(yōu)選的，所述工作曲線包括挖掘機先導(dǎo)壓力曲線和挖掘機主泵壓力曲線。
優(yōu)選的，所述輸出信號包括主泵電流控制信號。
優(yōu)選的，所述分析裝置采集所述主泵電流信號并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的主泵電流曲線，于所述主泵電流曲線突變的點處通過所述信號模擬裝置查詢對應(yīng)的主泵壓力曲線上對應(yīng)的點所表示的壓力值，將所述壓力值輸入所述分析裝置由所述分析裝置判斷所述壓力值是否符合預(yù)期，如所述壓力值不符合預(yù)期則通過微調(diào)所述控制軟件中的相關(guān)參數(shù)對所述控制軟件做出調(diào)整。
上述技術(shù)方案的有益效果是I、基于虛擬儀器的測試方法替代了以全硬件搭建的臺架測試和在整機上進行的實際操作測試，效率高，可靠性好。
2、模擬整機實際挖土的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了連續(xù)動作的輸入輸出測試，對控制器功能驗證更全面。


圖I為本發(fā)明一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)的實施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明一種挖掘機控制軟件測試方法的實施例的挖掘機先導(dǎo)壓力曲線、挖掘機主泵壓力曲線以及挖掘機主泵電流曲線的關(guān)系圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
如圖I所示，本發(fā)明一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，包括安裝有控制軟件的待測試控制器，其中，還包括用以模擬挖掘機操作信號和執(zhí)行機構(gòu)動力源反饋信號的信號模擬裝置、用以采集待測試控制器輸出信號的信號采集裝置以及用以分析待測試控制器輸出信號的分析裝置；信號模擬裝置通過一通訊裝置與待測試控制器的信號輸入端連接，信號采集裝置與待測試控制器的輸出端連接，分析裝置與信號采集裝置連接。
上述技術(shù)方案的工作原理是，通過信號模擬裝置模擬挖掘機控制信號和反饋信號作為待測試控制器的輸入信號，待測試控制器于控制軟件的控制下對輸入信號進行計算后輸出輸出信號，信號采集裝置采集待測試控制器輸出的信號傳送至分析裝置，由分析裝置結(jié)合輸入信號分析待測試控制器輸出的信號是否符合設(shè)計預(yù)期。輸入信號可以通過額外的傳送形式傳送至分析裝置，一種較優(yōu)的實施方式是，信號模擬裝置及分析裝置可主要由一計算機形成，這樣就不用增加額外的傳送方式，輸入裝置可直接通過計算機內(nèi)的控制程序傳送至分析裝置。
于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進一步的，通訊裝置可以是CAN總線通訊器，挖掘機控制器一般都設(shè)置有CAN總線接口，通過CAN總線通訊器連接待測試控制器可免去于待測試控制器上增加額外接口的工作，提高測試效率。
于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進一步的，信號采集裝置可主要由信號采集卡形成。一種較優(yōu)的實施方式是，還可以包括用以將待測試控制器的輸出信號放大和濾波的信號驅(qū)動裝置，信號驅(qū)動裝置連接于待測試驅(qū)動器和信號采集裝置之間。通過信號驅(qū)動裝置對待測試控制器的輸出信號進行放大和濾波可使信號采集裝置獲得穩(wěn)定的信號。
本發(fā)明的實施例中還包括一種挖掘機控制軟件測試方法，其中，包括上述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，通過一液壓采集裝置采集挖掘機工作時液壓控制系統(tǒng)的工作曲線；將工作曲線通過信號模擬裝置轉(zhuǎn)化為與待測試控制器匹配的輸入信號后通過通訊裝置傳輸至待測試控制器；待測試控制器于控制軟件的控制下根據(jù)輸入信號產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號； 信號采集裝置采集待測試控制器輸出的輸出信號并傳送至分析裝置進行分析；分析裝置內(nèi)預(yù)置有分析算法，分析裝置根據(jù)預(yù)置的分析算法分析輸出信號以判斷待測試控制裝置中的控制軟件是否存在缺陷。如圖2所示，工作曲線包括挖掘機先導(dǎo)壓力曲線和挖掘機主泵壓力曲線；待測試控制器的輸出信號包括主泵電流控制信號。通過先導(dǎo)壓力曲線和挖掘機主泵壓力曲線作為輸入信號可實現(xiàn)對待測試控制器在連續(xù)動作下的全面測試，同時可對待測試控制器輸出的連續(xù)的輸出信號進行分析。
于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進一步的，分析裝置采集主泵電流信號并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的主泵電流曲線，于主泵電流曲線突變的點處通過信號模擬裝置查詢對應(yīng)的主泵壓力曲線上對應(yīng)的點所表示的壓力值，將壓力值輸入分析裝置由分析裝置判斷壓力值是否符合預(yù)期， 如壓力值不符合預(yù)期則通過微調(diào)控制軟件中的相關(guān)參數(shù)對控制軟件做出調(diào)整。在主泵電流曲線突變的點即是待測試控制器輸出正流量控制信號到輸出恒功率控制信號轉(zhuǎn)折的點，此刻對應(yīng)的主泵壓力值即是正流量控制和恒功率控制的轉(zhuǎn)折壓力，通過獲取該轉(zhuǎn)折壓力值并判斷此壓力值是否與預(yù)期的要求相符。當(dāng)以修改的形式調(diào)整待測試控制器的控制軟件時， 可以通過觀測轉(zhuǎn)折壓力的變化，以確保不會因為轉(zhuǎn)折壓力過大而引起整機失速甚至熄火， 在確保系統(tǒng)不失速的前提下，可通過調(diào)整控制程序?qū)崿F(xiàn)微調(diào)轉(zhuǎn)折壓力來改善整機工作過程中因為正流量控制和恒功率控制切換時電流突變而弓I起的執(zhí)行裝置抖動的問題。
進一步的，通過挖掘機先導(dǎo)壓力曲線、挖掘機主泵壓力曲線以及挖掘機主泵電流曲線，可通過分析裝置描繪出挖掘機主泵電流與挖掘機主泵壓力的對應(yīng)曲線，只要在分析裝置中提預(yù)置與待測試控制器的控制軟件一致的挖掘機主泵電流和挖掘機主泵流量關(guān)系算法，即 可由分析裝置描繪出挖掘機主泵流量和挖掘機主泵壓力的關(guān)系曲線，即P-Q曲線， 有利于由軟件來設(shè)定P-Q的正流量控制方法。
以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，包括安裝有控制軟件的待測試控制器，其特征在于，還包括用以模擬挖掘機操作信號和執(zhí)行機構(gòu)動力源反饋信號的信號模擬裝置、用以采集所述待測試控制器輸出信號的信號采集裝置以及用以分析所述待測試控制器輸出信號的分析裝置； 所述信號模擬裝置通過一通訊裝置與所述待測試控制器的信號輸入端連接，所述信號采集裝置與所述待測試控制器的輸出端連接，所述分析裝置與所述信號采集裝置連接。
2.如權(quán)利要求I所述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號模擬裝置及所述分析裝置主要由一計算機形成。
3.如權(quán)利要求I所述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊裝置為CAN總線通訊器。
4.如權(quán)利要求I所述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集裝置主要由信號采集卡形成。
5.如權(quán)利要求I所述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括用以將所述待測試控制器的輸出信號放大和濾波的信號驅(qū)動裝置，所述信號驅(qū)動裝置連接于所述待測試驅(qū)動器和所述信號采集裝置之間。
6.一種挖掘機控制軟件測試方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-5中任一所述挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)，通過一液壓采集裝置采集挖掘機工作時液壓控制系統(tǒng)的工作曲線；將所述工作曲線通過所述信號模擬裝置轉(zhuǎn)化為與所述待測試控制器匹配的輸入信號后通過所述通訊裝置傳輸至所述待測試控制器；所述待測試控制器于控制軟件的控制下根據(jù)所述輸入信號產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號；所述信號采集裝置采集所述待測試控制器輸出的輸出信號并傳送至所述分析裝置進行分析；所述分析裝置內(nèi)預(yù)置有分析算法，所述分析裝置根據(jù)預(yù)置的分析算法分析所述輸出信號以判斷所述待測試控制裝置中的控制軟件是否存在缺陷。
7.如權(quán)利要求6所述挖掘機控制軟件測試方法，其特征在于，所述工作曲線包括挖掘機先導(dǎo)壓力曲線和挖掘機主泵壓力曲線。
8.如權(quán)利要求7所述挖掘機控制軟件測試方法，其特征在于，所述輸出信號包括主泵電流控制信號。
9.如權(quán)利要求8所述挖掘機控制軟件測試方法，其特征在于，所述分析裝置采集所述主泵電流信號并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的主泵電流曲線，于所述主泵電流曲線突變的點處通過所述信號模擬裝置查詢對應(yīng)的主泵壓力曲線上對應(yīng)的點所表示的壓力值，將所述壓力值輸入所述分析裝置由所述分析裝置判斷所述壓力值是否符合預(yù)期，如所述壓力值不符合預(yù)期則通過微調(diào)所述控制軟件中的相關(guān)參數(shù)對所述控制軟件做出調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機控制軟件測試系統(tǒng)及方法，其涉及工程機械測試系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括用以模擬挖掘機操作信號和執(zhí)行機構(gòu)動力源反饋信號的信號模擬裝置、用以采集待測試控制器輸出信號的信號采集裝置以及用以分析待測試控制器輸出信號的分析裝置；信號模擬裝置通過一通訊裝置與待測試控制器的信號輸入端連接，信號采集裝置與待測試控制器的輸出端連接，分析裝置與信號采集裝置連接。其技術(shù)方案的有益效果是基于虛擬儀器的測試方法替代了以全硬件搭建的臺架測試和在整機上進行的實際操作測試，效率高，可靠性好。模擬整機實際挖土的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了連續(xù)動作的輸入輸出測試，對控制器功能驗證更全面。
文檔編號G05B23/02GK102929270SQ20121042685
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者吳曉蓉, 鄭淇尹, 石向星 申請人:三一重機有限公司