測(cè)功機(jī)，實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)指在一個(gè)實(shí)時(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)測(cè)試應(yīng)用，主要用于幫助測(cè)試系統(tǒng)獲得更高的可靠性和/或確定性。因此，實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)在許多產(chǎn)品和系統(tǒng)的開發(fā)過程中扮演著重要的角色。比如對(duì)耐用性，使用壽命有要求以及其它一些需要長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行或者需要在無人值班的情況下運(yùn)行的測(cè)試系統(tǒng)，這些系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)執(zhí)行平臺(tái)提供卓越的可靠性。需要使用實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)的例子還包括環(huán)境試驗(yàn)單元，測(cè)功機(jī)，硬件在環(huán)(HIL)仿真器以及其他類似的執(zhí)行閉環(huán)控制的測(cè)試系統(tǒng)，這些系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)執(zhí)行平臺(tái)具有低抖動(dòng)確定性。通過研究幾個(gè)實(shí)時(shí)測(cè)試(RTT)的應(yīng)用，我們可以看到它們是如何演變以應(yīng)對(duì)當(dāng)今測(cè)試工程師所面臨的各種挑戰(zhàn)的。

　　實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)

　　一個(gè)常見的實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)就是利用閉環(huán)控制，自動(dòng)操縱測(cè)試系統(tǒng)中的物理變量，如溫度、位置、扭矩或加速。例如，實(shí)現(xiàn)一個(gè)環(huán)境測(cè)試系統(tǒng)，如壓力艙，測(cè)試艙除了需要給待測(cè)單元(UUT)提供激勵(lì)并查看其響應(yīng)之外，還必須在達(dá)到特定的狀態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)以上這些功能。由于倉(cāng)內(nèi)的壓力受到諸多因素的影響，如艙漏氣或UUT的特性變化等，測(cè)試工程師必須使用一個(gè)閉環(huán)控制算法以監(jiān)測(cè)壓力傳感器的數(shù)值并自動(dòng)調(diào)整壓縮機(jī)和安全閥的控制信號(hào)，使實(shí)時(shí)壓力曲線與測(cè)試計(jì)劃中所要求的一致。要實(shí)現(xiàn)這樣的自動(dòng)控制，閉環(huán)控制系統(tǒng)必須在確定的時(shí)間間隔內(nèi)，檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)并調(diào)整控制命令。

　　另一個(gè)例子是硬件在環(huán)測(cè)試。這一實(shí)時(shí)測(cè)試應(yīng)用可以更加有效地測(cè)試電子控制系統(tǒng)。一個(gè)電子控制系統(tǒng)由電子控制單元(ECU)及其所控制的系統(tǒng)或環(huán)境組成。

　　當(dāng)測(cè)試一個(gè)電子控制系統(tǒng)時(shí)，由于諸如安全性、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)性或者成本等方面的考慮，可能使得無法在一個(gè)完整的系統(tǒng)中執(zhí)行所有所需的測(cè)試。然而，由于ECU和系統(tǒng)的其它部分之間的閉環(huán)耦合，使得我們不使用完整系統(tǒng)就無法充分測(cè)試電子控制單元的性能。

　　硬件在環(huán)仿真使用了代表該系統(tǒng)的其他部分的軟件模型來模擬被測(cè)試的控制單元和系統(tǒng)的其余部分之間的傳感器和執(zhí)行器的交互。它可以為ECU創(chuàng)建一個(gè)虛擬環(huán)境，保持了系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)耦合。為了準(zhǔn)確模擬傳感器和執(zhí)行器的交互，測(cè)試系統(tǒng)必須在連續(xù)或確定的時(shí)間間隔內(nèi)高確定性的執(zhí)行模型的計(jì)算。

　　實(shí)時(shí)測(cè)試(RTT)系統(tǒng)的演變

　　隨著產(chǎn)品和系統(tǒng)的復(fù)雜性日益增加，測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也面臨著更多的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)需要將多種功能整合起來，由此產(chǎn)生的系統(tǒng)可以同時(shí)滿足多種需求，而這些需求在以往則是分別由多個(gè)獨(dú)立的實(shí)時(shí)測(cè)試應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)的。

　　這種趨勢(shì)可以很好的體現(xiàn)在基于模型的測(cè)功機(jī)的出現(xiàn)上。通常情況下，測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)使用比例-積分-微分(PID)控制算法的實(shí)時(shí)測(cè)試應(yīng)用，來為UUT產(chǎn)生不同的負(fù)載和速度條件。該測(cè)試系統(tǒng)將靜態(tài)激勵(lì)曲線應(yīng)用到PID控制器和UUT上，用于執(zhí)行和驗(yàn)證設(shè)備。基于模型的測(cè)功機(jī)系統(tǒng)是從傳統(tǒng)的測(cè)功機(jī)演變而來的，它使用模型來執(zhí)行高級(jí)控制算法以及生成動(dòng)態(tài)激勵(lì)曲線。

　　Wineman Technologies公司的工程師使用NI的RTT平臺(tái)生產(chǎn)了6輪形式的獨(dú)立底盤測(cè)功機(jī)系統(tǒng)。為了充分測(cè)試他們的車輛，測(cè)功機(jī)需要能夠產(chǎn)生不同的測(cè)試條件，使其可以模擬車輛在不同地形上行駛的情況。