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基于虚拟仪器的汽车制动性能测试系统的研究

黄伟  
【摘要】: 汽车制动性能的好坏直接影响到汽车的主动安全性。研制快捷、准确、高效的制动性能测试系统,对提高汽车制动系统的设计制造水平、强化定期安全检验能力具有十分重要的意义。虚拟仪器技术的引入,可降低系统的硬件费用、缩短开发周期,并增强系统的扩展能力。本文运用虚拟仪器的思想和面向对象的分析设计方法,以四车轮制动试验台为硬件平台,以LabVIEW为软件开发平台,构建了功能强大、性能可靠的汽车制动性能测试系统。 该测试系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分以传感器、PC机和数据采集卡为核心,配以信号调理箱电路。设计的信号调理箱电路,包括系统自检、模拟信号滤波放大、脉冲信号限幅整形、数字I/O信号隔离整形等模块。软件部分由上层管理程序和硬件驱动程序构成。上层管理程序主要完成对现场检测信号、控制信号的采集、存储、显示、分析以及历史信号的查询、打印等功能;硬件驱动程序以动态链接库(DLL)形式供上层管理软件调用,主要完成数据采集板卡的工作模式设置、数据的采集和传输,以及对非NI驱动硬件的操作等功能。 在确定了系统软硬件开发平台上的基础上,运用动力学原理,对车轮转速、制动扭矩、轮缸压力、滑移率等测试数据的处理方法进行了研究。重点分析了在LabVIEW7.1开发环境下,这些数据处理方法的具体实现。进行了数据采集的模块化设计,测控软硬件子系统方案设计及其控制算法的实现。 最后,对系统的各功能模块进行了现场调试,验证了系统数据采集分析的可靠性,得出了调试与数据分析结果。结果表明:所设计的汽车制动性能测试系统,能实时给出制动距离、制动时间、最大和最小制动扭矩、最大和最小制动力等制动性能参数,绘出相应测试与分析曲线,能实现自动化、快速、准确地实时测试、数据处理与数据分析、检测结果输出等功能,能适应不同轴距、不同轮距和不同重量的汽车。 该系统功能强大、操作方便、易于扩展、软硬件设计安全可靠、实用性强,可大大提高汽车制动的检测精度与检测速度,并可以进一步推广应用。


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