电机故障注入测试系统

电机故障注入系统可以将电机与传感器返回电机的信号进行调制，模拟电机故障发生时的信号特点，测试电机控制器对于电机常见问题的识别与处理方式是否满足安全行驶要求。系统提供脚本编写自动化测试案例功能，可根据需求自行或定制编写用于测试的自动化案例。电机故障注入单元具备系统故障注入功能、传感器故障注入功能、模型相关故障注入功能等；带有人机友好的图形用户操作界面（GUI），可实时模拟各种待测试故障类型。

按照故障类型区分，故障注入单元应具备如下功能：

1. 1)     系统故障注入功能

2. 2)     传感器故障注入功能

3. 3)     电机控制相关信号

系统的强组合性表现为，故障测试过程中，可以同时注入任意多个指定故障，分别设置各故障的触发时刻及时长，实现故障的串行、并行触发，模拟各种复杂的故障情况。这种强组合性通过可编程FPGA模块，依托故障插入开关矩阵实现，故障插入开关矩阵原理如图1所示。

图1故障插入矩阵

在故障插入矩阵中，控制器和传感器之间的连接设置于X轴上，输入和输出之间的故障注入则通过故障插入矩阵的开关通断实现。将任意输入连接到四个故障总线（Y1到Y4）之一，将任意输出连接到四个故障总线（Y5到Y8）之一，通过连接尚未使用的X列及Y行提供短路，通过在Y轴导线之间添加其他分流元件实现导线之间短路。

利用这种自动化的故障注入方式，可通过编程灵活定制故障触发的时刻、持续时间、多故障并发组合等功能，实现对控制算法安全策略的全方位灵活测试。

同时，故障注入测试单元的可扩展性，提高了测试单元的适应度，无需对原有电机模型及控制器模型进行较大改动，便于后期实施系统的增删与完善工作，进一步保证系统工作的稳定性与可靠性。