虚拟测试

虚拟测试（共10篇）

虚拟测试 篇1

0 引言

介质损耗角正切是反应电气设备绝缘性能的重要指标, 常用的测量方法有西林电桥法和电流比较仪式电桥法。西林电桥法是测量电容值和介质损耗角正切最为广泛的方法, 其缺点是易受到外界电磁场的干扰和电路中杂散电容的影响。相比于西林电桥, 电流比较仪式电桥不易受外部条件影响, 具有测量范围宽, 精度高, 高低压电气隔离, 操作简单安全等优点[1]。

通过分析电流比较仪式电桥特性, 设计基于Simulink的虚拟测试平台。利用Stateflow流程图设计离散傅里叶变换和自动平衡算法, 通过整周期截断提取系统电压基波幅值与相位, 排除系统谐波影响, 自动平衡算法在每个测量周期进行多次牛顿拉夫逊迭代, 实现电桥磁通平衡。在此测试平台上, 模拟各种实时情况, 验证算法性能。

1 电流比较仪式电桥虚拟测试平台

图1是虚拟测试平台的整体工作流程, 此测试平台集成电桥磁通平衡系统、数据采集模块、测量算法模块及相对误差分析与判定模块, 并通过将算法求得的修正值反馈至平衡系统来驱动仿真。

图2是基于Simulink的虚拟测试平台, 电桥平衡系统利用磁通平衡公式, 仿真电桥磁通实时平衡特性。数据采集模块模拟AD变换过程, 对系统信号做离散化处理并存入指定数组。离散傅里叶变换模块, 首先计算系统实际频率、基波有效值和相角, 并将变换后得到基波电压的实部和虚部分量作为初始数据输入自动平衡算法模块, 计算得到被测电容的电容值、介质损耗角正切及磁通平衡修正值。将所得值输入相对误差分析与判定模块进行算法精度实时分析并判定系统是否终止迭代[2]。

图3是电流比较仪式电桥原理图, 在铁芯上分别绕制了5个绕组N1~N4以及Ni, 其中N1~N4为匝数可调绕组, 可由控制系统调节匝数。电路由一个高压测试电源激励, N1绕组接入带有试品电容的支路;标准电容支路与绕组N2相连;N3和N4为平衡绕组, 接入经过处理得到的平衡电流;Ni绕组为检零绕组, 用于检测电桥平衡状态。α、β模块为乘法器, 主要是对输入电压值幅值进行放大或衰减, 电导G1与G2将输出的电压值重新转化为电流值。

电桥平衡时, 检零器绕组的电流Ii·=0, 得到磁通平衡方程[3]19:

带入原理图上各元件参数, 并令R·G1·N4=1, N3=N2, N2=0, 1, …999, 并记T=R·G2。比较 (1) 式实部虚部后可得电容值和介质损耗角正切表达式[4]21:

Peter Osvath和Sebastian Widmer于1986年提出电流比较仪式电桥的自动平衡算法, 并给出详细的数学推导[3]20。初始匝数N2 (=N3) 和β值只能实现电桥粗平衡, 通过牛顿—拉夫逊迭代计算N2和β的修正值直至磁路平衡, 并检测检零绕组Ni回路的电流是否为零, 这个修正的过程自动实现[4]22。将设定的参数代入公式 (2) 、 (3) 式中, 得到CX和tanδ。电桥各元件初始值如表1所示。

2 基于Stateflow流程设计

以数据采集模块为例, 介绍基于Stateflow的流程设计。如图4所示, 利用状态A与B之间的循环转换, 将每个时间间隔的采样值存入数组in[i]中, 状态C为清零判定, 对于频率50 Hz系统, 每5个系统周期采样1 000个点, 当i=100 1时将数组in输入下一模块, 作为离散傅里叶变换的初始值进行运算, 之后数组in清零进入下一采样周期继续采样过程, 更新间隔设为0.000 1 s。

目前, 实际应用的工业现场测量系统电压有效值、相角、频率方法, 主要包括过零检测法和离散傅里叶变换 (DFT) 法。其中, 离散傅里叶变换法由于其对谐波有较好的抑制作用而得到广泛应用[5]。通过整周期截断, 从采样数据中截取整周期分析数据, 提高计算精度[6]。利用Stateflow设计算法, 主要思路是先设计算法不同功能的分流程, 然后在主流程中整合引用。利用Stateflow流程图设计算法, 优势在于代码如出现错误, 可以迅速确定出错位置, 实现快速定位[7]。

3 测试与分析

3.1 电源初始相位偏差

保持其他初始条件如前所述, 控制系统电压初始相角在0°~10°以1°等间隔变化。分别考虑理想情况、系统电源含较小谐波和含较大谐波三种情况对算法的影响:较小谐波叠加5%基波幅值的3、5次谐波及3%基波幅值的7次谐波分量;较大谐波叠加10%基波幅值的3、5、7次谐波分量。如图5所示, 无论理想情况还是含谐波条件, 初始相角值测量相对误差均小于1.6%, 稳定在1.0%以下, 算法具有较好的精度和稳定性。

3.2 频率偏差

控制电源电压基波频率在47.5~52.5 Hz间以0.5 Hz等间隔变化, 验证自动平衡算法在频率波动条件下的精度和稳定性。如图6所示, CX相对误差稳定为0.7%, tanδ相对误差随频率波动保持在0.5%以下。

3.3 含高次谐波

对理想电压叠加5%~10%的高次谐波分量, 如表2所示。离散傅里叶算法计算后的基波有效值相对误差为2%~3%, 经自动平衡算法计算得CX相对误差稳定在0.7%, tanδ相对误差在0.13%~0.15%间, 自动平衡算法精度和稳定性较高。

4 结束语

利用MATLAB/Simunlink搭建电桥虚拟测试平台, 模拟工业现场电源相位偏差、频率偏差、高次谐波等实时情况, 对算法代码进行全面测试, 提高代码测试效率, 验证算法精度, 论证算法的工程适用性。利用Stateflow进行算法流程设计, 简化编程过程。Stateflow流程图可自动生成C代码, 为算法在FPGA、ARM、单片机等目标体系中进一步实现奠定了基础。

参考文献

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[2]王晶, 翁国庆, 张有兵. 电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用[M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2008.

[3]Peter Osvath and Sebastian Widmer. A High-Voltage High-Precision SelfBalancing Capacitance and Dissipation Factor-Measuring Bridge[J]IEEE Transactions On Instrumentation and Measurement, 1986, 35 (1) :19-23.

[4]陆沈敏, 李刚, 赵刚. 电流比较仪式电桥自动平衡算法设计与测试[J]. 电测与仪表, 2013, 50 (5) :21-26.

[5]王茂海, 孙元章. 基于DFT的电力系统向量及功率测量新方法[J]. 电力系统自动化, 2005, 29 (2) :20-24.

[6]郑俊, 赵刚. 多脉冲整流变压器相位检测算法[J]. 电气自动化, 2013, 35 (4) :44-46.

[7]张威. Stateflow逻辑系统建模[M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2007.

虚拟测试 篇2

手机测试

挑战：

中国的手机市场发展迅猛，世界各大手机厂商竞相争夺手机用户。在如此激烈的竞争中，手机的功能日趋丰富，比如摄像头、MP3、FM调频收音机等等。同时，手机通讯协议也层出不穷，GSM、CDMA、GPRS、CDMA、EDGE、WCDMA等等。为了应对产品的不断变化，工程师面临着提高效率并缩短产品市场化时间的挑战，他们需要一个灵活而强大的.通用测试平台。我们先来看一个通用测试平台针对手机通讯协议的变化而表现出来的优势。大家知道，2G的协议比如GSM和CDMA都已被成功地运用于市场了，而3G的协议比如WCDMA，CDMA2000等等是未来的必然趋势。在从2G到3G的转变中，面临客户群、设备置换、技术的成熟度风险等等问题。运营商希望能够进行平滑的过渡，在不丢失已有手机用户的情况下，首先升级交换网络部分，这使得用户可以使用过渡期的2.5G产品，然后等时机成熟时再升级无线网络部分达到3G的标准。2G的测试仪器已经比较成熟，3G的测试产品正在加紧开发，2.5G的专用测试设备却由于传统仪器制造商考虑到研发成本和市场前景的问题而匮乏。

一家著名的手机制造商制造了支持EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution)协议的2.5G手机产品，需要针对这一产品的测试方案。EDGE是一个专业协议，由于它的出现时间比较短，了解它的人也比较少，要在短期内构建一个EDGE测试系统是一个巨大的挑战。为了在市场上与同行竞争，需要在一个月内能够使用这套测试设备。

应用方案：

利用TestStand模块化，兼容性强，可自定义的特点，根据生产测试的需要对其进行修改与完善，并结合LabVIEW，GPIB卡，以及相应的测试仪器，创建百分之百符合自己需要的CDMA基站测试系统。

使用的产品：

硬件上整个系统包含了一个PXI机箱，其中有：

NI PXI-8186

2.2 GHz Intel奔腾4处理器的嵌入式PC，预装Windows XP操作系统

NI PXI-5660

2.7GHz RF信号分析仪，9 kHz到2.7 GHz，20 MHz实时带宽，80 dB真实动态范围

NI PXI-5670

RF信号源，250 kHz到2.7 GHz，16位，100 MS/s任意波形发生，22 MHz实时带宽

NI PXI-5122

14位数字化仪，100 MS/s实时采样，2 GS/s随机间隔采样，100 MHz带宽

NI PXI-4070

6位半数字万用表，6 ppm精度

其中，NI PXI-5660被用作矢量信号分析仪，NI PXI-5670被用作射频信号源，NI PXI-5122被用作示波器，NI PXI-4070被用作数字万用表。

软件上使用了LabVIEW图像化开发环境和NI-DAQmx驱动程序。

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基于虚拟仪器的火炮振动测试系统 篇3

关键词：火炮；振动测试；数据采集；信号处理；Labview

中图分类号：TJ303文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 13-0000-01

Artillery Vibration Measurement System Based on Virtual Instrument

Zhu Xiaobo,Guan Honggen

(School of Mechanical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing210094,China)

Abstract:The artillery vibration is a typical random shock and vibration,not only seriously affect the design accuracy,also considerable part of life.The vibration of artillery, artillery work to improve the reliability of life and work of great significance.Introducing the concept of the virtual instrument vibration test systems artillery,the artillery of traditional vibration test system to improve and enhance,to get high accuracy and stability.

Keywords:Artillery;Vibration test;Data acquisition;Signal processing;Labview

本文基于火炮振动测试的这种需要，设计了一套基于LabVIEW虚拟仪器平台，以数据采集卡、信号调理电路和传感器为硬件的测试系统，仅仅利用计算机、采集卡和传感器，便可对火炮振动信号进行检测，实现测量数据的显示、存储、分析和打印等功能。

一、测试分析系统的组成结构与功能

本测试分析系统由系统硬件和测试分析软件两大部分组成。

硬件主要由传感器及调理电路，数据采集卡和计算机组成，完成对被测振动信号的采集、传输、运算处理及显示被测结果等。软件是虚拟仪器的核心，系统软件由控制底层硬件管理模块与分析功能模块组成，来完成虚拟仪器特定的逻辑分析处理过程。总体构成如图1

二、火炮振动测试分析系统的软件设计

测试分析系统的软件设计，是以LabVIEW为软件开发平台，运用模块化的设计思想，组建各种功能模块。本系统使用了数据采集模块、波形显示模块、数据存储与读取模块、数据分析处理模块等，通过控制前面板上的各种开关和按钮模拟传统仪器的操作、实现对虚拟仪器的控制。

（一）数据采集模块。数据采集模块主要是实现完成数据采集的控制及对各种参数的控制。火炮振动信号主要为随机信号和瞬态信号，因此对信号的采集设置了两种采样方式：1.自由连续采集方式，即设置好采集参数后直接进行连续采集，适用于随机信号的采集；2.信号触发采集，首先设置好触发条件，包括触发电平、触发沿、触发前预留点数等。

（二）波形显示模块。波形显示模块将采集到的数据及分析后的数据显示到显示器上。

（三）数据存储与读取模块。数据存储模块的主要功能是对采集的数字信号进行保存，将时域数据和采集数据有关的参数如平均次数、数据长度、触发点采样点、采集时间等存储起来以便需要时能够调出进行自动参数测量，频谱分析等。

（四）数据分析处理模块数据。分析处理模块是软件设计的核心。根据振动测试对信号分析处理的要求，主要从时域分析、幅值域分析、频域分析和时频联合分析方面进行程序设计。

时域和幅值域分析模块：时域分析中主要是自相关分析和互相关分析。自相关用于判断信号的随机程度，检测混在随机信号中的周期信号，互相关则反映了两随机变量的统计依赖关系。幅值域特性分析可以同时观测输入、输出信号的概率密度曲线、概率密度分布曲线，可用于火炮故障檢测和分析。

频域分析模块：频域分析功能最多，主要有功率谱分析、频响函数分析、倒频谱分析等。时域信号经傅里叶变换、频域转换为复数形式，故在显示分析时有很多的格式，如幅频谱、相频图、实频图、虚频图、奈奎斯特图、波特图、三维瀑布图等。

时频联合分析模块：时频联合分析亦称时频局域化方法，是使用时间和频率的联合函数来表示信号。典型的线性时频表示有：短时傅里叶变换、小波变换和Gabor变换。

基于上述设计思想编制了振动信号的采集及处理系统软件。程序部分后面板如图2所示。

该程序既可以对仿真信号进行处理，也可以对采集卡实时采集的火炮振动信号进行分析处理。通过对某自行火炮身管振动运行检验表明，该程序功能完善、运行结果良好、实验结果与理论相符合，证明了该测试软件是可靠的。

参考文献：

[1]朱岩.基于LabVIEW的振动测试系统设计[D].成都:西华大学,2009

[2]张文斌.振动测试与分析虚拟仪器系统的研究[D].保定:华北电力大学,2005

高稳定电源虚拟测试系统 篇4

一般电源稳定度的测试有众多方法[1,2]。在220 kV场发射枪透射电子显微镜的研制过程中，其线圈恒流电源的稳定度要求甚高，特别是物镜线圈恒流电源，其线圈电流稳定度达[3]到2 ppm/min。这就迫切需要搭建一套可靠，方便和高效的电源稳定度测试系统来开展工作。目前，高稳定度测试系统常采用记录仪方法，但其操作不方便，精度不高。

根据项目工作需要，作者开发了实用化的基于LabVIEW虚拟平台的线圈电源高稳定度的在线自动测试系统[4]。本文以物镜线圈电源电流稳定度测试为例，介绍该系统的组成，测量原理及软件编程实现，并给出数据处理方法及测量结果。

1 测试系统硬件组成及原理

1.1 系统组成

该测试系统组成结构如图1所示，线圈电源给线圈与采样电阻R提供电流，8位半数字多用表采集采样电阻R上的电压信号，电压数字化数据经GBIB接口连线输入到计算机，计算机进行分析处理并实时显示。

本系统数字多用表采用Agilent公司3458A多用数字多用表。3458A直流电压档具体特性为：最高8.5位(28位A/D)分辨率，最高灵敏度10 nV;0.6 ppm/24 h精度，8 ppm/年电压基准电压稳定度。线圈电源稳定度最高为物镜线圈电源，要求线圈电流稳定度为2 ppm/min，因此3458A数字多用表可以满足要求。

该系统的数据采集过程为：数字多用表3458A具有标准的GPIB接口，通过82357B模块转换成标准的USB接口，这样就可以方便地与计算机连接。

1.2 稳定度测试方法

根据国标《JB/T 9352—1999，透射电子显微镜试验方法》[1]，线圈电源稳定度的定义为在一定时间内采样电压变化量与该时间电压平均值的比值。在上面的系统组成图中，采样电阻为非常稳定的金属膜电阻，且置于恒温油箱中，因此采样电阻的电压可以真实反映线圈电源的状况。

测试过程是：让线圈电源稳定工作一段时间，连续记录采样电压，然后从中取出连续记录10 min比较稳定的数据，以每1 min为一计算区间，10 min共10个区间，计算每个区间的取样电压变化量，然后求10个区间的电压变化量的算术平均值，具体可按式(1)计算线圈电源的分钟电压稳定度：

式中：Sa为1 min电压稳定度;ΔVSV为每分钟取样电压变化量的10次算术平均值;VSV为取样电压的标称值。

2 系统的软件设计

本系统在虚拟仪器开发平台LabVIEW 8.5环境下开发，编写的程序完成的主要功能有：配置3458A数字电压表，从电压表内读取数据，数据的实时图形显示，数据的文件存储等功能。该系统设计了将数据存储为.txt文件格式，事后可以用软件Excel进行相关处理。程序流程简图如图2所示。

设计的采集程序界面如图3所示，当点击开始，设置每秒钟的采样点数与间隔时间(积分时间)，点击开始存储文件后就开始采集数据显示并存储。可以根据即时波形图与整体波形图来得到测量电压的信息。

2.1 配置3458A的程序设计

本系统中计算机与3458A的通信都使用LabVIEW的VISA函数来完成，有关特点如下：

VISA是在所有LabVIEW工作平台上控制VXI、GPIB、RS 232以及其他种类仪器的单接口程序库。采用了VISA标准，就不考虑时间及仪器I/O选择项，驱动软件相互之间可以通用。对3458A进行远程操作包括三部分：读或改变GPIB地址、给万用表发指令、从万用表读数，为正常使用3458A的各项功能需对3458A进行各项必要的配置。

2.1.1 初始化3458A

首先配置GPIB地址，通常3458A出厂时预留的地址默认为22，可以将其地址设置为：GPIB0::22::lNSTR;其次测试3458A是否与计算机正常连接，如果给3458A发指令“ID?”，仪器将会返回“HP3458A”，因此利用这一点就会很方便的知道3458A是否正常与计算机连接，其程序框图如图4所示。

2.1.2 预设置3458A状态

通电后3458A首先处在power-on状态，此状态下trigger arm,trigger,sample events事件都预设置为AUTO模式，这使得万用表处于不断的读数状态，所以在为万用表的测量设置之前，必须先悬挂读数，使其不在读数状态。解决此问题的方法是presetting万用表，即发送“PRESET NORM”或者“PRESET FAST”命令，其程序框图如图5所示。

2.1.3 定义3458A测量功能

如要测量直流电压，则需发送FUNC DCV命令至3458A,DCV为FUNC的第1个参量，第2个参数口r以定义测量分辨率，其设置方式包括以下两方面：

(1)Autorange方式：在每次读数前万用表3458A取样输入数据，并且自动选择测量范围，因此这种方式需要花费更多的测量时间。在power-on/PRESET NORM状态下，Autorange被使能，也可使用ARANGE ONCE命令选择将Autorange使能一次。

(2)定义范围方式：例如若使用“DCV 2.5”命令，则将设置万用表3458A的最大输入电压为2.5 V，万用表白动选择量程为DC10 V，其程序框图如图6所示。

2.2 配置3458A的A/D转换器程序设计

A/D转换器的设置决定测量速度、分辨率、精度和电压或电阻测量时的抗噪声，配置A/D转换器的因素有三个：参考频率、综合时间和分辨率。参考频率与万用表抵制噪声的能力有关，这里应注意当断电或者Reset后，参考频率值恢复为默认值，需重新设置参考频率值;综合时间为A/D转换器测量输入信号的时间，可以用NPIC命令或APER命令来设置综合时间，例如若A/D转换器的参考频率设置为50 Hz，则其周期为1 50=20 ms，假如设置10PLCs，则综合时间为20 ms×10=200 ms;在测量DC或电阻时，分辨率是取决于A/D转换器的综合时间的，当定义分辨率时，就相当于间接定义了综合时间，其程序框图如图7所示。

2.3 设置3458A的触发事件

若要使万用表读数，则必须按顺序执行以下三个事件：触发端事件、触发事件和取样事件。

(1)触发端事件使能触发事件，用TARM命令定义。

(2)触发事件使能取样事件，用TRIG命令定义。

(3)当取样事件发生时，万用表读一次数。

然后按照定义好的读数次数，万用表循环读数。用NRDGS命令定义，第一个参量为每次触发事件后读数个数，第2个参量为定义取样事件方式，其程序框图如图8所示。

3 测试结果

使用该系统首先对3458A数字表的零漂(测试两表笔短接时电压值即电压表的零漂)进行测量，在实验室环境下得到如图9所示的测试曲线。当3458A数字表稳定工作时，得到其零漂小于1μV，因此可以看出该系统具有相当高的精度，当测试电压值超过1 V时，可以达到1 ppm的测试精度[4,5]。

然后使用该系统测试了电子显微镜的物镜线圈恒流电源的稳定度。由于线圈恒流电源中，其采样电阻具有非常高的稳定度(置于恒温邮箱中且温漂小于1 ppm/℃)，因此采集该电阻两端的电压就可以计算出线圈电流的稳定度。当电源工作比较稳定时，使用该系统采集采样电阻两端的数据以.txt文件格式存储。使用Excel软件可以方便地对存储的数据进行处理。如图10所示，可以得到整体效果图，然后可以选择一段比较平稳的10 min数据来进行处理计算，就可以得到电源的1 min稳定度。

4 结语

通过实践应用，在多路高稳定的电源稳定度测试中，该系统具有高精度，方便与高效等优点。由于采用计算机软件采集处理测试数据，可以减少人为的测量、处理误差，同时节省大量的人力物力，提高了工作的效率。

参考文献

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[6]罗光坤,张令弥,王彤.基于GPIB接口的仪器与计算机之间的通讯[J].仪器仪表学报,2006(7):42-46.

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[10]樊玉富,薛长生.虚拟仪器测试系统的系统级自动校准装置设计[J].计算机测量与控制,2011(8):1872-1875.

虚拟测试 篇5

关键词：虚拟仪器 电动机测试 PID TCP/IP

随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助测试(CAT)系统在电机行业得到了普及[1]。现代虚拟仪器技术引入电动机测试领域后，通过虚拟仪器应用软件将计算机与标准化虚拟仪器硬件结合起来，实现了传统仪器功能的软件化与模块化，从而达到了自动测试与分析的目的[2]，大大缩短了系统开发周期，降低了系统开发成本。

本文设计的电动机性能虚拟仪器测试系统采用Na―tional Instruments公司的LabVIEW和LabVIEW RT虚拟仪器软件平台以及与其配套的PCI、SCXI和compactFieldPoint(cFP)虚拟仪器硬件来完成。该系统实现了多路电动工具性能的并行测试;可自动完成电动工具负载控制以及对扭矩、转速、功率及机体温度的实时监控;并且通过TCP/IP协议实现了测试数据的远程共享和用户对测试系统的远程操控。

1 系统组成及工作原理

1.1 系统组成

电动机性能虚拟仪器测试系统主要由主控机、实时监控模块、测功机以及待测电机四部分组成，如图1所示。

主控机为一台工作站，用于提供图形化用户界面，完成对系统软硬件的配置和设置，并实时更新各指标参量对时间的波形显示和经曲线拟合后的电动机特性曲线，最后完成测试数据的记录工作。与此同时，主控机还通过嵌入式PCI数据采集卡完成对非控制参量(如输入电压和工作电流)的测量工作。

(本网网收集整理)

实时监控模块由两套cFP分布式I/O系统组成，通过TCP/IP协议与主控机通信，从主控机获得控制命令控制测功机，并将从测功机采集来的数据交由主控机处理。其中，模块A用于完成实时自动加载和控制指标参量的测量，并提供过载保护、紧急停车以及非法停机后的系统重建等应急措施;模块B用于对待测电机体表温度进行实时监测。

测功机有磁滞和磁粉两类，用于为待测电机提供负载，并由其内部的传感设备将待测电机在该负载下的扭矩、转速以及输出功率等待测指标参量转换为cFP实时监控模块A可以接收的电压信号。

1.2 工作原理

电动机性能虚拟仪器测试系统可在两种工作模式下运行：自动工作模式和手动工作模式。主要测试项目有：输入电压、输入电流、输入功率、扭矩、转速、输出功率、机体表面温度、机体内部温度等。

自动工作模式下，主控机首先等待用户完成软硬件的设置和配置，然后提请用户选择负载测试或定参数测试。负载测试下，用户需要设置负载曲线、负载时间、循环时间以及测试时间等测试参数;定参数测试下，用户可以选择指定扭矩、转速或者功率，并设置相应的定标参数、控制参数以及测试时间。完成以上步骤以后，就可以启动测试程序，测试系统即按照用户制定的负载自动加载，同时完成对待测电机的性能测试;或者通过一定的控制算法保持定标参数的稳定，并对该状态下的待测电机进行自动测试。系统运行的同时，用户可以在实时监测图表中观察各指标参量对时间的波形显示和经过曲线拟合后得到的电动机特性曲线，并可将感兴趣的图表导出存盘。当测试时间到时，系统自动终止测试。

手动工作模式下，系统工作原理与自动工作模式基本类似，只是系统不进行循环测试，而是提供一种交互式的测试环境;完成指定的测试项目后，等待用户的进一步操作。

汽车EPS虚拟测试系统研究 篇6

1 需求分析

电动式电子控制动力转向系统按电动式转向助力机构的位置不同分, 有转向轴助力式, 转向器小齿轮助力式和齿条助力式等几种形式。转向助力装置的动力来自电动机, 电子控制器根据相关传感器检测到的转向和车速参数来控制电动机转矩的大小和转动方向, 并通过电磁离合器和减速机构使汽车转向机构能得到一个与行驶工况相适应的转向作用力[1]。

数据采集系统主要用于协助工程技术人员及时掌握汽车EPS的各项运行状况, 因此上位机程序需满足:

(1) 简洁易读, 并且界面友好、操作简捷;

(2) 在数字显示采集信息的同时, 拥有辅助图像与表格, 便于使用者观测;

(3) 及时准确的反应汽车EPS的各项指标的变化情况。

2 系统控制流程

本设计所需采集的信号主要有车速、转矩、发动机转速、节气门开度等信号。这些信号发出后, 经由自制的某品牌车型EPS试验台, 通过采集卡收集, 连接上位机, 再由上位机通过程序显示出所采集的数据信息, 给用户以直观的展示。为实现以上功能, 需要一个直观有效的测试软件。Lab VIEW (Laboratory Virtual In Instrument Engineering Workbench-实验室虚拟仪器测试平台) 是一种图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言, 它是一种32位的编译型图形化编程语言, 美国国家仪器公司 (NI) 将之称之为G语言 (Graphical Programing Language-图形化编程语言) [2]。

Lab VIEW用数据流编程方法来描述程序的执行, 用图标和连线代替文本的形式编写程序。这种创新软件产品, 在研究、制造、开发、教学等诸多领域应用极为广泛, 越来越多的Lab VIEW成果和开发的产品应用于各行各业。图形化编程语言Lab VIEW和虚拟仪器技术已经成为工业界和学术界关注的热点技术之一。

基于上述因素本设计方案采取如下实施方案:

(1) 构建物理实验平台;

(2) 利用设计的信号调节模块对初采的各参数进行调节;

(3) 将通过信号调节模块后的信号传递给数据采集卡;

(4) 在Lab VIEW仿真软件下显示出车速、转矩、发动机转速、节气门开度等参数的变化趋势;

(5) 实验数据分析。

测试系统总体方案框架图如图1所示。

3 硬件平台简介

汽车EPS虚拟测试系统所需要的硬件设施主要包括某品牌汽车EPS试验台, 各传感器以及NI USB-6008数据采集卡。整个系统通过串口通信与上位机连接, 从而进行数据的传输, 如图2所示。

其中采集EPS的各种信号需要使用数据采集卡, 本项目所使用的采集卡为NI USB-6008。NI USB-6008数据采集卡是NI公司USB系列的产品之一, 它具有如下优点:安装、携带方便;不容易受机箱内环境的干扰;不受计算机插槽数量、地址、中断自由限制;可扩展性好。该数据采集卡包括8路模拟输入通道, 用户可以根据需要将其配制成8路单端输入通道或4对差分输入通道。还有两路模拟输出通道, 12位的数字I/O, 32位用于定时输入输出的定时/计数器, 其输入分辨率为12位。模拟输入端的最高采样速率为10k Hz输入信号的幅度范围为20V, 模拟输出端的最高速率为150Hz, 输出信号幅度范围为0~5V[3]。

4 汽车EPS虚拟检测系统设计

项目设计的测试系统利用NI USB-6008数据采集卡对实时的EPS参数进行采集, 在程序系统中进行测试。实时监测的Lab VIEW程序, 使用模块化设计, 其中包括:通信模块, 数据采集模块, 数据处理模块, 文件存储模块等。

4.1 通信模块

程序的通信模块是通过串口通信来接受EPS电控单元通过串口传来的数据。第一步, 串口初始化, 利用VISA Configure Serial Port.vi (VISA配置串行port.vi) 节点来设定串口的端口号、波特率、停止位、校验位、数据位。第二步, 读写串口, 利用VISA Read节点和VISA Write节点对串口进行读写操作[4]。第三步, 关闭串口, 停止所有读写操作。串口通信中, 采用78芯D型插头, 由于上位机与试验台距离较近, 所以设定10ms的采样周期, 采样频率为100Hz。

4.2 数据采集模块

一般情况下数据采集设备 (数据采集卡) 与计算机连接可以有很多种方式。模拟量输入, 模拟量输出, 触发采集和定时IO等功能都集于数据采集卡一身。

4.3 数据处理模块

数据处理模块会将通过串口通信采集来的EPS中多种类型的数据转换成特定的数据类型, 利用定时中断上传给上位机。EPS中设计的数据类型包括:模拟量、数字量、开关量。数据处理模块会将不同类型的信号, 通过其位置的不同来分别提取, 根据不同传感器的参数信息, 多字节的组合转变为实际表示的物理量。然后根据需求, 可形成各种不同的曲线来更加直观的通过上位机显示各种数据信息, 如图3所示。

4.4 文件存储模块

文件存储模块是对采集到的参数值进行记录和保存, 这样做的优点就是在必要的情况下, 可以方便实验人员对某些参数的调用。

根据对实验过程中数据的处理方法的研究, 需要通过选取一定要求的测量值作为实验记录, 因此本课题设计了数据保存子模块来实现以上功能要求。在实验过程中任意一个时刻, 只要实验人员点击“数据保存”按钮, 程序系统就可以自行记录当前实验下的各工况参数, 有利于对数据读取回放和实验人员的使用。数据参数的保存是文本格式, 参数值的排列顺序是按实时测试的主程序中设定的顺序依次进行排列的。

结束语

通过多次实践证明, 利用Lab VIEW软件开发的汽车EPS虚拟测试系统可以通过其良好的人机交互能力, 简洁的操作方式, 便捷的修改过程, 优越的性能来呈现出EPS的各项数据, 并且其简单的编程方式也大大缩短了编程的时间。虽然本设计做了以上工作, 但是还有很多方面做得不足。例如:通信模块与NI USB-6008采集卡的连接线防屏蔽做的不好有微弱的信号干扰, 相信能够有更为理想的方法。而且本设计只是基于虚拟仪器在计算机上实现EPS参数状况对比显示的仿真, 离实际应用还相差甚远, 还有很多工作没有做到, 需要进一步的研究和探索。

摘要：文中设计了基于Lab VIEW的汽车EPS虚拟测试系统, 该系统运用NI USB-6008数据采集卡采集EPS运行信号, 利用LabVIEW软件来将各种信号进行相应的显示, 通过对各种信号的处理, 实现对EPS运行状况的分析和评价, 并以此来达到对EPS实时检测的目的。

关键词：汽车,EPS,虚拟仪器,Lab VIEW,数据采集

参考文献

[1]麻友良.汽车电器与电子控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]邓建交.汽车测试系统的虚拟仪器研究[D].天津:河北工业大学, 2005:9-12.

[3]曲丽蓉.Lab VIEW、MATLAB及其混合编程技术[M].北京:机械工业出版社, 2011.

基于虚拟仪器技术测试系统探讨 篇7

基于虚拟仪器的测试系统通常由通用仪器硬件平台和测试 (软件) 系统两部分组成。其中硬件系统部分主要包括计算机、数据采集卡、信号控制台、传感器等;软件系统用Labview、Labwindows/CVI等虚拟仪器软件平台进行编写。基于虚拟仪器的测试系统如图1所示。被对象传感器信号调理模块计算机数据采集卡显示输出打印。

1.1 传感器

传感器感应物理现象并生成数据采集系统可测量的电信号。在实际测试中, 可以根据信号类型和检测方法来选择传感器, 包括温度、速度、压力、位移、振动传感器等, 例如, 热电偶、电阻测温计、热敏电阻和IC传感器可以把温度转变为ADC可测量的模拟信号。其他包括应力计、流速传感器、压力传感器, 他们可以相应地测量应力、流速和压力。在所有这些情况下, 传感器可以生成和它们所检测的物理量成比例的电信号。

1.2 信号调理模块

信号调理简单地说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号, 包括功率放大、滤波处理、电气隔离以及为传感器提供激励 (电压或电流) 等。信号调理关键技术可以将数据采集系统总体性能和精度提高10倍, A/D芯片只能接收一定范围的模拟信号, 而传感器把非电物理量变换成电信号后, 并不一定在这一范围内。传感器输出的信号有时还必须经放大、滤波、线性化补偿、隔离、保护等措施后, 才能送A/D转化器。D/A转化器将二进制数字量转化为电压信号, 许多情况下还必须经V/I转化才能驱动电动阀等执行机构, 有时候还必须经过功率放大、隔离等措施。

1.3 数据采集卡

数据采集卡是虚拟仪器常用的接口形式, 实现数据采集功能的计算机扩展卡, 可以完成信号数据的采集、放大及A/D转化任务。

1.4 计算机

计算机包括普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机、3g手机等。虚拟仪器的硬件基础是计算机管理着虚拟仪器的硬软件资源。

2 虚拟仪器测试系统的软件系统

软件是虚拟仪器测试系统的核心。目前使用最多的虚拟仪器软件开发平台是NI公司的基于图形化编程平台Lab VIEW。它是美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台, 广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受, 视为一种标准的数据采集和仪器控制软件, Lab VIEW集成了满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能。它还内置了便于应用的tcp/ip、Active X等软件标准的库函数。Lab VIEW的函数库包括数据采集、GFIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。Lab VIEW也有传统的程序调试工具, 如设置断点、以动画方式显示数据及其通过程序的结果、单步执行等, 便于程序调试。Lab VIEW简化了虚拟仪器系统开发过程, 缩短系统的开发和调试周期, 它让用户从繁琐的计算机代码编写中解放出来, 把大部分精力投入系统设计和分析当中, 而不再拘泥于程序编写细节。它可以增强使用者构建自己的学科和工程开发的能力, 提供了实验仪器编写和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时, 可以大大提高工作效率。

3 小结

本文主要是将虚拟仪器技术引入到现代的测试系统, 以及虚拟仪器技术和测试技术结合应用, 结合开发效率高、灵活性和兼容性强个重用度高的特点, 形成基于虚拟仪器技术测试系统框架。

摘要：虚拟仪器技术应用高性能的模块化硬件, 结合高效灵活的软件来完成各种测试、自动化和测量等方面的应用。将虚拟仪器技术引入现代各种测量测试系统中, 可以充分发挥虚拟仪器技术开发效率高、灵活性和兼容性强以及可重用度高的特点

关键词：虚拟仪器传感器,LabVIEW

参考文献

虚拟测试 篇8

关键词：测试技术,LabVIEW,数据采集卡,虚拟仪器

虚拟仪器技术是由美国国家仪器公司(National Instruments,NI)在1986年提出的一种构成仪器系统的新概念;是用通用计算机硬件加上软件来仿真传统测量仪器的设备,是以测量、分析、显示为主,控制为辅的先进科学仪器[1]。同时,美国国家仪器公司还推出了用于虚拟仪器开发的工程软件包LabVIEW,一种基于图形化编程语言(Graphics Language,G语言)的测试系统软件开发平台。虚拟仪器应用到实验教学中,一方面可以使教学更加生动形象,学生更容易理解课本中枯燥、抽象的公式。另一方面可以用于代替传统的实验仪器,建立虚拟实验室,降低测试实验成本,便于软硬件资源的共享,以提高仪器使用效率[1]。

1 虚拟测试实验教学系统组成

实验教学环节对学好课程至关重要。学生通过验证性实验和综合性实验,理解和掌握学科理论知识,获得综合测试技能和实验能力,并初步具有处理实际测试工作的能力。文中针对高校实验教学,以LabVIEW为平台开发出了一款虚拟系统结构如图1所示。

虚拟仪器主界面前面板如图2所示,主要实现功能包括:信号的产生、信号的处理和分析以及案例分析。主界面框图程序主要是以生产消费循环结构为基础,如图3所示,首先根据前面板所示的需求,在生产循环部分依次添加数据采集、信号的处理、信号的分析程序;然后再添加动态载入VI(Virtual Instrument)的程序,插入所需要动态载入的子VI;最后在消费者循环部分建立信号的记录、存储和回放程序,并仔细修改完善,使程序运行成功。

2 信号的产生

系统包括两种获取信号的方法:数据采集和虚拟信号发生器。

2.1 数据采集

数据采集是虚拟仪器获取真实世界信息的核心,数据采集卡是连接它们的桥梁。本系统是基于凌华PCI-9111HR多功能数据采集卡设计而出,能够采集信号的同时,还可以对采集到的数据进行保存和回放。凌华PCI-9111HR采集卡的基本功能参数[2]如表1所示。

2.2 虚拟信号发生器

虚拟信号发生器在仿真实验中的应用广泛,是多种自主性实验所需的信号源。文中设计的虚拟信号发生器如图4所示,将两个基本函数发生器、噪声波形、公式波形合并后进入选择信号功能中,通过选择器输入开关来控制各信号的通断。包括以下功能:

(1)通用多功能信号源。主要包括多种常用信号波形,如正弦波、方波、三角波、锯齿波等,并且信号的幅值、频率、相位、偏移量等参数可以由用户自定义和控制。

(2)叠加信号源。由两个通用多功能信号叠加而成。

(3)噪声信号源。主要包括高斯白噪声、均匀白噪声、泊松噪声和周期性随机噪声等。

(4)用户自定义公式信号发生器。用户按照给定的计算公式产生特殊规律的周期信号。

3 信号处理和分析

3.1 信号处理

测试工作的目的是获取反映被测对象的状态和特征信息。但有用信号总是与各种噪声混杂在一起,且不明显,难以直接识别和利用。只有分离信号与噪声,经过必要的处理之后,才能较为准确地提取信号中的有用信息。

信号处理可基于硬件,也可基于软件。主要包括:信号放大、加窗处理、滤波、消除零点误差及零漂、调制与解调等。测试系统在信号处理模块,设计了信号的数字滤波处理,其前面板如图2所示。在一个条件结构中,加入无、低通、高通、带通、平滑5个分支条件,然后从“Express”“信号分析”模块里选取滤波器函数放在后4个分支条件中,双击滤波器函数弹出属性窗口,从类型中选取与分支条件一致的滤波器,再添加截止频率输入控件,如图5所示。

3.2 信号分析

测试数据分析是测试工程学的核心部分,现代测试工程要求利用科学的分析方法,从测试数据中得到更深层次的信息,以便为最终做出正确可信的判断提供数据依据。测试系统在信号分析模块,重点设计了信号的几何分析、频域分析、相关分析,前面板如图2所示。

信号分析的框图程序是在条件结构中添加几何分析、频域分析、相关分析3个分支条件,然后在每个条件窗口下添加相应的分析函数程序,如图6所示。

4 案例分析

4.1 案例分析模块介绍

为使整个测试系统不至于出现编程繁冗、可读性差等情况,本测试系统特别将信号的产生、处理和分析部分内容安排到案例分析模块。有助于加深理解测试技术,对于高校学生进行虚拟仪器的创新设计,具有示范作用。

测试系统的案例分析模块介绍了窗函数比较、信号调幅、提取正弦波形、拼接信号4个案例,如图7(b)所示。

4.2 提取正弦波信号

该实例能够在一个混合信号中,提取出正弦波信号,如图7所示。首先通过高通过滤均匀噪声序列生成高频噪声,将正弦波和带限噪声相加,如图7(a)前面板的滤波前波形;然后通过低通过滤噪声信号提取正弦波形,如图7(a)前面板的滤波后波形。设计编程如图7(b)程序框图所示。

4.3 拼接信号

图像的拼接技术已经成为图像处理、计算机图形学等诸多学科中的研究热点。文中研究的拼接信号是通过接入不同的“输入信号”,然后采取3种不同的方式将信号首尾相连,其框图程序如图8(b)所示。主要功能包括:

(1)输入信号B未连接,即只连接输入信号A,则Express VI将信号A中的各个信号拼接起来,首尾相连组成一个信号,如图8(a)所示。

(2)输入信号B连入一个信号,则这个信号将被拼接到输入信号A中每个信号的尾部。

(3)输入信号A和输入信号B都包含多个信号,则将信号B中第一个信号拼接到信号A中第一个信号的尾部,信号B中的第2个信号拼接到信号A中第2个信号的尾部。

5 结束语

虚拟测试 篇9

基于虚拟仪器室内温度测试系统基本结构如图1所示,它主要包括电容传感器、信号放大与处理电路、单片机系统和显示系统等。

1.1 温度测量的工作原理

采用热敏电阻传感器,它是一种将温度变化转为电量变化的一种装置。通过测量热敏电阻的阻值来反映温度的情况。因为热敏电阻的阻值和温度存在如下特性 :——分别为温度T(K)和 (K) 是的阻值 ;B——热敏电阻的材料常数,一般情况下,B=2000~6000K,在高温下使用,B值将增大。所以只要测量出热敏电阻的阻值便可得到温度的情况。

热敏电阻测量室内温度,要求测量范围0 ~ 50℃,测量不确定度在1℃以内 ;人机界面友好,并有平均温度、最高和最低温度记录 ;可以设置报警温度等功能 ;人机界面友好。

1.2 温度测量的设计过程

第一步,将电路图在面包板上搭建,可以按照图1搭建电路图。

第二步,在采集卡上直接接入 +5v的电压作为电源电压,在电阻R1和热敏电阻两端接上导线,并且将其引入到数据采集卡PCI-6013通道上。连接将数据采集卡连接到电脑上。

第三步,新建空白VI,使用DAQAssistant创建一个模拟输入任务,包含两个虚拟通道,都是电压采集。然后,使用数据采集卡的第一个和第二个模拟输入通道ai6/ai7为物理通道,两个电压采集通的分别是电阻R1和热敏电阻电压D1,配置为连续输出方式。配置完毕后确认,在框图中生成DAQ Assistant Express VI。具体连线图如图2、3所示。

第四步,配置确认后,需查看所采集的电压值是否正常。通过在Lab VIEW编写有关的程序来检查,可以先通过信号拆分,然后在通过波形图将所得到的数据显示在波形图中。现在所给的信号时由函数发生器所产生的正弦信号,由于二极管具有的一定的特性,所以得出的图形不应该是标准的正弦图形,采集卡所采集的数据是正常的。

第五步,对采集任务DAQ Express VI的输出参数“data”做处理,将输出的“data”用“信号拆分”将电阻电压和电流电压拆分开来,在经过数组排序,在测量电阻R1的电压这一端还需要通过运算将电压信号转换为电流信号,便可以得出电流的值。

2 实验结果

程序框图建立好了后,直接运行,便可得到如图4所示的结果。

由实验面板上的到得实验数据可以得到程序运行时的平均温度为23.8摄氏度,根据实验室提供的测量温度仪表得到的数据为温度24摄氏度,实验结果满足要求。但是由于热敏电阻特性、材料和制作工艺的不同,因而经验公式并不一定完全符合所测量的热敏电阻的阻值和温度的关系,因此无法的到准确的温度值。

3 结束语

采用Lab VIEW软件平台和由AD592集成温度传感器所组成的测试电路,与Ptl O0等热电组温度传感器相比,具有使用简单、体积小、灵敏度高、响应时间短、抗干扰能力强等特点 ;与DS1820等数字温度传感器相比,具有使用方便、成本低廉等特点。

采用虚拟仪器技术构建温度测量系统突破了传统仪器在数据处理、显示、传输和存储等方面的限制,减少了硬件成本和重复开发,使得系统硬件维护、功能扩展和软件升级非常方便。特别是只要对原程序作少许改动,使用者就可以根据自己的需求,自行设计各种具有个性化的仪器显示和操作面板。目前,以Lab VIEW为软件平台的虚拟仪器技术正在成为现代温度测量乃至整个测试领域的发展方向。

摘要：长期以来,科技人员一直致力于对温度测量方法及提高测量精度等方面的研究工作。随着科学技术的发展,温度测量在现代工业中起着越来越重要的作用,特别是在智能家居的应用,对温度的精确测量,尤其是实现在线的自动测量尤为重要。基于LabVIEW为软件平台,通过热电偶冷端补偿的方法进行温度测量。有效地运用了LabVIEW虚拟仪器技术,将诸多重要步骤都在配备硬件的普通PC电脑上完成,与传统的温度测量仪表相比,该系统具有结构简单、成本低、构建方便、工作可靠等特点.具有较高应用价值,是虚拟仪器技术应用于温度测量领域的一个典型范例。

虚拟测试 篇10

软件测试是软件工程的重要组成部分, 软件测试是保证软件质量, 提高软件可靠性的主要活动之一。

本文以锐捷网络VSU交换机测试项目为选题背景, 通过选择合适的测试方法, 进行测试用例设计以及执行。选题对公司测试水平的提高有一定的帮助且能应用于公司现阶段的测试中。

2 VSU概述

VSU是一种网络系统虚拟化技术, 将两台交换机组合为单一的虚拟交换机, 从而降低了网络的复杂性, 提高网络资源的利用率。

VSU系统是由传统网络结构中的两台冗余备份的双核心设备组成的单一的逻辑实体, 汇聚层的VSU系统可以看作单独的一台交换机与核心层、接入层进行交互。

3 测试用例设计

选择适当的系统技术路线, 不仅能有效减少开发成本, 降低系统开发难度, 并且能改善软件开发的质量和效率。开发如此, 测试也是如此, 选择一种适当的测试方法, 可以提高测试效率, 降低项目总成本。锐捷网络交换机采用RGOS操作系统, 项目所做的测试都是基于RGOS操作系统的测试。

软件测试其实就是验证软件的功能是否满足用户的需求。测试用例的设计主要是模拟功能点模块起作用的环境, 验证功能点模块是否运行正常。

4 测试的执行及其结果分析

4.1 测试仪器

测试仪器主要有Smart Window、Secure CRT 5.1以及VSU交换机。

Smart Bits是思博伦公司生产的网络设备测试仪的工具, 它具有模拟PC收发数据包的功能。

4.2 测试前准备

1) 修改波特率。

本文连接交换机控制台采用路由反向telnet连接交换机, 即通过路由器串口线连接交换机控制台。波特率是路由器与交换机的连接速率, 如果两者的波特率不一致的话, 会导致Secure CRT连不上交换机。进入路由23端口可以修改线路波特率。线路波特率一般是9600或者115200。

2) 交换机升级。

交换机升级只要替换交换机上rgos.bin系统镜像, 然后重启交换机即可。替换rgos.bin系统镜像方法有三种:TFTP、FTP、U盘。TFTP方式是在PC上架设TFTP服务器, 然后通过串口线连到交换机的MGMT口 (管理接口) , 最后将文件传到交换机上。FTP方式是将交换机配置成FTP服务器, 然后通过网络将文件上传到交换机上。U盘方式是通过交换机USB接口将文件上传到交换机上, 这种方式最简单, 但是稳定性最差。由于三种升级方式各有优劣, 本文三种升级方式结合使用。

4.3 性能测试环境

测试环境由两台锐捷12000系列交换机、两台锐捷6200系列交换机和1台Smart Bits测试仪表组成;两台12000交换机交换机A和交换机B使用两条10GE VSL线路连接并启动虚拟交换功能, 并使用1条1GE线路连接作为BFD心跳线路;交换机A的Port 1端口和交换机B的Port 1端口连接到交换机C的Port 1和Port2建立千兆聚合链路1;交换机D通过千兆链路连接至交换机A端口2和交换机B端口2, 并通过三层等价路由与交换机A、交换机B建立连接。拓扑如图2所示。

如图2连好线后, 需要对各个端口进行配置。等价路由切换要配条carrier-delay为0。源IP数据流变化需要在Smart Bits里配置, 配置的是起始地址为2.2.2.5, 每200个循环一次。还要注意的是Smart Bits上有些口是光电复用, 需要选择。

4.4 性能测试结果

1) 机箱故障收敛时间。

本测试点主要测试两台高端交换机组成的虚拟交换系统中的一台交换机故障 (重新启动或掉电) 时, 系统收敛需要的时间。其中交换机A为主机箱。

通过Smart Bits A端口发送源IP变化的数据流通过交换系统到Smart Bits C端口;在两台Switch的聚合口的物理端口上查看收发报文情况, 如表1所示。

将Switch A断电, 丢包情况如表2所示。

重新启动交换机A, 交换机能够加入VSU系统中, 加入后是从机箱。

2) 虚拟交换堆叠线缆故障收敛时间。

本测试点主要测试两台高端交换机组成的虚拟交换系统中的两条虚拟交换的线缆其中一条故障时, 系统收敛需要的时间。测试结果如表4、表5所示。

3) 聚合链路故障收敛时间。

本测试点主要测试两台高端交换机组成的虚拟交换系统中的聚合链路故障/恢复时, 系统收敛需要的时间。通过Smart Bits端口A发送源IP变化的数据流通过交换系统到Smart Bits端口C。将聚合链路中的交换机A的Port 1连接交换机C的Port 1的连线断开。

将聚合链路中的交换机A的Port 1连接交换机C的Port 1的连线恢复连接。

4.5 性能测试结果分析

1) 机箱故障收敛时间测试结果分析。

结果分析:表1中查看收发报文情况是为了验证系统在没有出现故障情况下是正常, 即测试环境符合测试用例要求。VSU交换机性能测试主要测试VSU系统的收敛时间即故障恢复时间, 本文中通过以仪器固定速率向VSU系统一端发送数据包, 从其他端口接收数据包。正常情况下, VSU系统接收和转发的包数量应该相等, 故障情况下, 报文转发必然出现问题, 通过丢包数/发送速率就可以算出VSU系统故障的时间, 即收敛时间计算采用丢包数/发送速率。

2) 虚拟交换堆叠线缆故障收敛时间测试结果分析。

本用例中有两条虚拟交换线缆, 如果其中一条断裂, 控制信息会通过另外一条虚拟交换线缆传输, 正常情况下不丢包。上面数据中虚拟交换堆叠线缆1和虚拟交换堆叠线缆2的测试数据不一致, 虚拟交换堆叠线缆1的数据应该是受到测试环境中其他因素影响的结果。由于收敛时间都小于50ms, 所以证明VSU在虚拟交换堆叠线缆故障恢复方面符合用户需求。

3) 聚合链路故障收敛时间结果分析。

结果分析:聚合链路就是把两条线当作一条线使用, 当聚合链路有一条故障的时候, 流量会全部切换到正常的那条线路上。

5 总结与展望

本文结合锐捷网络VSU交换机测试项目的实际情况, 重点研究了VSU技术、VSU性能测试, 完成了测试用例的设计与执行, 主要工作包括:

VSU性能测试。这部分主要对VSU系统的机箱故障收敛时间、虚拟交换堆叠线缆故障收敛时间、路由链路故障收敛时间、聚合链路故障收敛时间、虚拟交换分裂故障收敛时间等等进行测试。文中根据VSU交换机故障情况下报文必然会丢失, 提出利用数据包丢包数/发包速率计算VSU系统收敛时间, 在这部分的最后通过分析部分性能测试结果, 阐述如何进行VSU性能测试。

本人实际参与了VSU测试项目。在项目测试过程中, 得以充分应用所学网络知识以及测试理论知识, 开拓了视野, 积累了宝贵的经验, 获益匪浅。尤其是运用网络知识搭建测试环境和执行测试, 让我对网络知识和测试技术有了更加深刻的理解。在组合测试方法的选择过程中, 让我明白了软件测试其实并不简单, 测试工具也不是万能的, 需要与实际情况结合使用, 软件测试也是需要创新的。

摘要：随着科学技术的发展, 软件系统在经济、金融、医疗、通信、交通、航天、航空、工业控制等领域得到了广泛的应用。这对软件的可靠性提出了前所未有的要求。软件的可靠性对社会、经济、国防等方面有着巨大的意义, 这使得人们越来越重视软件测试。本文以锐捷网络虚拟交换单元交换机测试项目为背景, 通过虚拟交换单元交换机的性能测试来阐述软件测试的过程和方法。

关键词：虚拟,交换机,测试

参考文献

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[2]William E.Perry.软件测试的有效方法[M].高猛, 等, 译.清华大学出版社, 2008.

[3]王子元, 徐宝文, 聂长海.组合测试用例生成技术[J].计算机科学与探索, 2008 (2) .