【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 38 本章小結(jié) 39 第 5 章 H L J I T D 6 0 底盤(pán)測(cè)功機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè) 計(jì) 40 虛擬儀器概述 40 Labview 軟件介紹 41 軟件總體設(shè)計(jì) 40 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) 42 模 擬量輸入 42 數(shù)字量輸入 43 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì) 44 PID 控制模塊設(shè)計(jì) 44 PWM 輸出模塊設(shè)計(jì) 47 系統(tǒng)標(biāo)定 48 誤差分析 48 系統(tǒng)標(biāo)定 49 本章小結(jié) 50 結(jié) 論 51 參考文獻(xiàn) 53 致 謝 54 附 錄 55 附錄 A 外文資料翻譯 55 第 1 章 緒 論 課題背景 汽車(chē) 是現(xiàn)代文明的重要組成部分，是人類(lèi)智慧的結(jié)晶。 然而，隨著汽車(chē)的保有量的不斷增加，汽車(chē)給人類(lèi)帶來(lái)了的問(wèn)題也 日 益突出，已經(jīng)嚴(yán)重危害到人類(lèi)今后的生活， 當(dāng)今世界關(guān)于環(huán)境和能源的問(wèn)題備受關(guān)注。隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展 ， “ 節(jié)能、環(huán)保、安全 ” 已成為未來(lái)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主題，汽車(chē)的輕量化設(shè)計(jì)對(duì)提高車(chē)輛動(dòng)力性、減少能源消耗與降低污染具有重要的實(shí)際意義。 為了解決這些問(wèn)題，節(jié)能汽車(chē)呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢(shì)，節(jié)能汽車(chē)的研發(fā)任務(wù)日趨緊迫，其研究手段需要不斷完善。 目前車(chē)輛主要的開(kāi)發(fā)方式為計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)車(chē)開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)臺(tái)開(kāi)發(fā)平臺(tái)三種。計(jì)算機(jī)仿真有適應(yīng)性強(qiáng)、費(fèi)用低、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，但受動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的制約，難以得到準(zhǔn)確結(jié)果，仿真結(jié)果的可信性、可用性必須通過(guò)其它途徑來(lái)檢驗(yàn)。實(shí)車(chē)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)對(duì)象提供真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，但成本高、適應(yīng)性差、測(cè)試和調(diào)節(jié)難度大。汽車(chē) 底盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)臺(tái)及與其相關(guān)的動(dòng)力測(cè)試設(shè)備可以方便有效地對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)及其部件進(jìn)行性能測(cè)試，對(duì)控制策略的優(yōu)劣進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，在整車(chē)的開(kāi)發(fā)中具有計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)車(chē)平臺(tái)所不可替代的作用，是車(chē)輛開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施。 用底盤(pán)測(cè)功機(jī)對(duì)整車(chē)進(jìn)行綜合試驗(yàn)。該綜合試驗(yàn)使用了功能比車(chē)載測(cè)試儀器更強(qiáng)的室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備，消除了無(wú)需研究的因素，在某些方面可獲得精度更高、更全面和更深入的試驗(yàn)結(jié)果。 同時(shí)，車(chē)輛本身又是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，因此要加強(qiáng)對(duì)在用車(chē)輛的定期檢測(cè)，以便 及時(shí)維修調(diào)整，使車(chē)輛處于良好的技術(shù)狀況。汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)就是 其中 常用 的設(shè)備 。 底盤(pán)測(cè)功機(jī)室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)最終建立，可直接對(duì)整車(chē)控劃目標(biāo)，如動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性 能進(jìn)行全面的檢測(cè)，同時(shí)也可對(duì)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試和檢測(cè) 。在車(chē)輛的使用過(guò)程中，底盤(pán)測(cè)功機(jī)充分利用現(xiàn)代化檢測(cè)手段，可在汽車(chē)不解體的條件下迅速準(zhǔn)確地檢測(cè)汽車(chē)各機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、零部件的技術(shù)狀況和使用性能，查找故障或隱患所在，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，確保車(chē)輛在良好的技術(shù)狀況下運(yùn)行。對(duì)車(chē)輛的使用和維護(hù)同樣具有十分重要的意義。 2 底盤(pán)測(cè)功機(jī) 發(fā)展現(xiàn)狀、 趨勢(shì)及應(yīng)用 國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的發(fā)展由機(jī)械式到電子式，結(jié)構(gòu)由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的過(guò)程。在 80年代以 前，汽車(chē)試驗(yàn) 設(shè)備主要以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，如機(jī)械式測(cè)滑實(shí)驗(yàn)臺(tái)，測(cè)力彈簧結(jié)構(gòu)的制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)等。汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)也主要以機(jī)械模擬為主，即采用飛輪模擬汽車(chē)行駛時(shí)的平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣量阻力，只能檢測(cè)汽車(chē)在低速行駛狀態(tài)下的參數(shù)，且精度很低。進(jìn)入 80年代，隨著汽車(chē)機(jī)電一體化的發(fā)展，汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備也進(jìn)入了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)階段在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡量減少機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，并采用反應(yīng)速度快的高精度傳感器，電子計(jì)算機(jī)與機(jī)械裝置相結(jié)和的方法來(lái)設(shè)計(jì)汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備，為檢測(cè)高速行駛中的汽車(chē)的真實(shí)性能提供了可能性。此階段的汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)主 要采用機(jī)械一電模擬方式，用飛輪模擬汽車(chē)慣性阻力，用電負(fù)荷模擬汽車(chē)的另一部分行駛阻力，大大提高了檢測(cè)的精度。當(dāng)時(shí)，德、日、美三國(guó)的很多公司紛紛投入大量的人力、物力開(kāi)發(fā)研制機(jī)械一電模擬的汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)，并取得了很大成果。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)采用飛輪組來(lái)模擬汽車(chē)的慣性阻力是有級(jí)模擬。對(duì)于測(cè)定穩(wěn)定工況下的汽車(chē)性能而言，在轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上只要裝有作為負(fù)荷的測(cè)功機(jī)就可以，而且希望旋轉(zhuǎn)部分的慣性矩盡量小，以減少慣性對(duì)測(cè)量裝置的影響；對(duì)于測(cè)定非穩(wěn)定工況的汽車(chē)性能而言，為了模擬汽車(chē)重量的影響，實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動(dòng)能應(yīng)與行駛 汽車(chē)的動(dòng)能相等。因此，必須采用慣性可調(diào)的飛輪，傳動(dòng)比可以改變的增速器或通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)來(lái)改變實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動(dòng)能，以適應(yīng)重量不同的各種車(chē)型的需要。這將使試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且增加制造成本。因此人們開(kāi)始研制通用的轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，即電力汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)。它利用電磁力及發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)提供測(cè)功機(jī)所需要的負(fù)載。在消耗工況下，通過(guò)改變磁通量和改變負(fù)載電阻均可改變回路中的電流。電力測(cè)功機(jī)這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過(guò)電信號(hào)調(diào)節(jié)模擬汽車(chē)的慣性力，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)模擬。通過(guò)設(shè)計(jì)良好的底盤(pán)測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)使其能自動(dòng)調(diào)節(jié) [1][2]。 汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)被廣泛應(yīng)用于 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車(chē)制造、檢測(cè)和維修業(yè)當(dāng)中。德國(guó)申克公司生產(chǎn)的汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)，它自己帶有的一套控制模式能實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制和模擬控制轉(zhuǎn)速、滑行等功能，可逼真地再現(xiàn)實(shí)際工況。還有德國(guó)的馬哈公司、美國(guó)的野馬公司、 CLAYTON公司、法國(guó)的 TELMA公司、西班牙的 FRENELSA公司等生產(chǎn)的底盤(pán)測(cè)功機(jī)在其各自的國(guó)家均得到廣泛應(yīng)用，并出口到世界其他國(guó)家。 3 早期 國(guó)內(nèi)引進(jìn)的大多是日本 的 模擬電子式底盤(pán)測(cè)功機(jī)。 1981年，天津公共汽車(chē)公司 和交通部科學(xué)研究院參考引進(jìn)日本彌榮的 CDM． 310型底盤(pán)測(cè)功機(jī)，研制出汽車(chē)性能試驗(yàn)臺(tái)。 1991年，交通部公路研究所和成都汽車(chē)保修機(jī)械廠制成 DCG． 10A汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)，結(jié)束了我國(guó)不能生產(chǎn)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的歷史 [3]。 目前， 汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)在我國(guó)已經(jīng)有一些企業(yè)生產(chǎn)了一系列的產(chǎn)品 ， 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主機(jī) (機(jī)械部分 )已接近并在某些主要指標(biāo)方面達(dá)到或超過(guò)進(jìn)口設(shè)備水平 ， 研究現(xiàn)在主要集中在控制系統(tǒng)這一部分 ，與國(guó)外仍有一定差距。 近年來(lái)因電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，為數(shù)掘的采集、處理及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析提供了有效的手段，同時(shí)為模擬道路狀態(tài)準(zhǔn)備了條件，加速了底盤(pán)測(cè)功機(jī)的發(fā)展，加之各類(lèi)專(zhuān)用軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使底盤(pán)測(cè)功機(jī)得到了更廣泛的推廣。 其未來(lái)的方向也必將伴隨著 IT技術(shù)的發(fā)展想著更高精度發(fā)展。 HLJITD60 底盤(pán)測(cè)功機(jī)研究目的和意義 本設(shè) 計(jì)為全國(guó)大學(xué)生節(jié)能車(chē)比賽用車(chē)，相應(yīng)的底盤(pán)測(cè)功機(jī)。 主要應(yīng)用于檢測(cè)節(jié)能車(chē)的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性。 既能夠測(cè)試 節(jié)能賽車(chē)的性能（包括 驅(qū)動(dòng)輪輸出功率、扭矩和轉(zhuǎn)速 ）。 也可以進(jìn)行 摩托車(chē)及 電動(dòng) 車(chē) (包括純電動(dòng)車(chē)、燃料電池電動(dòng)車(chē) )的特有性能的測(cè)試。 用室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)架 (底盤(pán)測(cè)功機(jī) )對(duì) 節(jié)油車(chē) 整車(chē)進(jìn)行綜合試驗(yàn)，消除了無(wú)需研究的因素，顯著縮短了試驗(yàn)周期，在某些方面可獲得精度更高、更全面和更深入的試驗(yàn)結(jié)果 縮短整車(chē)試驗(yàn)和標(biāo)定的試驗(yàn)周期， 降低研制的風(fēng)險(xiǎn)和成本，對(duì)整車(chē)和零部件總成的設(shè)計(jì)具有十分重要的指導(dǎo)意義 。 故設(shè)計(jì)本底盤(pán)測(cè)功機(jī)具有如下功能： （ 1） 最高車(chē)速測(cè)試； （ 2） 爬坡度測(cè)試； （ 3） 底盤(pán)輸出功率測(cè)試； （ 4） 校驗(yàn)車(chē)速表、校驗(yàn)里程表 ； （ 5） 燃油經(jīng)濟(jì)