【文章內(nèi)容簡介】 ℃ 零點(diǎn)溫度漂移：＜177。2%FS 滿量程：＜177。2%FS 儲藏溫度范圍：40～85℃ 沖擊：50G，11msec，1/2sine（MIL標(biāo)準(zhǔn)202F，方法213B，條件A） 2．車輪速度傳感器： HE01霍爾傳感器圖車輪速度傳感器也叫輪速傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器，它可以測出車輪與驅(qū)動軸共同旋轉(zhuǎn)的速度，然后產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)速成正比的交變信號，并傳送給ABS的ECU，ECU通過識別信號頻率來確定車輪轉(zhuǎn)速，決定是否開始或準(zhǔn)確地進(jìn)行防抱死制動。如果ECU發(fā)現(xiàn)車輪的圓周減速度急劇增加，滑移率達(dá)到20％時(shí)，它立刻給液壓調(diào)節(jié)器發(fā)出指令，減小或停止車輪的制動力，以免車輪抱死。本系統(tǒng)選用了國產(chǎn)的江陰市中泰科技有限公司研發(fā)的HE01型霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，它采用霍爾效應(yīng)，當(dāng)金屬齒經(jīng)過霍爾傳感器前端時(shí)，引起磁場變化，霍爾元件檢測到磁場變化，并轉(zhuǎn)換成一個(gè)交變電信號，傳感器內(nèi)置電路對該信號進(jìn)行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號，測量頻率范圍更寬，輸出信號更精確穩(wěn)定，安裝簡單，防油防水，已在電力、汽車、航空、紡織、石化等測速領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。技術(shù)參數(shù)如下：工作電壓：5～24V 測量范圍：0～20KHz感應(yīng)距離：0～3mm測速齒輪形式：模數(shù)2 ～ 4（漸開線齒輪）輸出信號：方波，其峰峰值等于工作電源電壓幅度，與轉(zhuǎn)速無關(guān)，最大輸出電流20mA工作溫度：40 ～+150℃螺紋規(guī)格：Φ16傳感器（M161）重 量：約120g此霍爾轉(zhuǎn)速傳感器完全符合本系統(tǒng)測量車速的要求。3．滾筒轉(zhuǎn)速傳感器：隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)字通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，編碼器被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、紡織、電力、電氣、航空等各行各業(yè)，用來測量線位移、角位移、轉(zhuǎn)速以及測量定位、限位、判向，對提高自動控制系統(tǒng)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性、可靠性發(fā)揮著巨大的作用。為了系統(tǒng)的方便檢測，選用了M法來測量滾筒轉(zhuǎn)速。M法測速度是指在給定的時(shí)間△T內(nèi)，傳感器旋轉(zhuǎn)每周產(chǎn)生N個(gè)脈沖信號，讀取碼盤脈沖個(gè)數(shù)m，由m/△T計(jì)算出轉(zhuǎn)速為時(shí)間固定時(shí)，統(tǒng)計(jì)盤脈沖個(gè)數(shù)，可以得出轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過的角度，然后除以時(shí)間即可得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。首尾兩個(gè)盤脈沖計(jì)數(shù)時(shí)可能會產(chǎn)生誤差，誤差的大小為正負(fù)一個(gè)盤脈沖的間隔[13][17]。 信號量的換算1．預(yù)定參數(shù)本ABS汽車制動試驗(yàn)臺可以根據(jù)不同的路面附著系數(shù)來檢測汽車ABS性能，而且在車速達(dá)到25m/s以上，ABS系統(tǒng)才能發(fā)揮其功用。汽車在被測路面附著系數(shù)不同條件下，測得的制動力、慣性力都會不同。因此，應(yīng)設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)包括：試驗(yàn)車速、附著系數(shù)、還有涉及運(yùn)算過程中所需的轉(zhuǎn)速傳感器齒數(shù)。根據(jù)汽車型號的不同，還需要設(shè)定汽車型號、汽車重量、軸距、輪胎直徑、質(zhì)心離地高度、質(zhì)心距前軸距離等參數(shù)。 因此，設(shè)計(jì)中最大車速設(shè)為150km/h，當(dāng)測得車速超過150m/s時(shí)，報(bào)警燈亮。，由于實(shí)際運(yùn)用中不同的車輛車輪半徑是不同的。此外，由于我沒有真實(shí)的傳感器來進(jìn)行測量，所以傳感器齒數(shù)我設(shè)定在10120之間。2．信號量換算因?yàn)楸鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)所選用的數(shù)據(jù)采集卡上，AD輸入值全部是電壓值，所以要想辦法把電壓值與所選用的傳感器的輸出值進(jìn)行換算。首先，所選的壓力傳感器的量程是010MPa，而我模擬電位器的輸入電壓是05v，所以換算關(guān)系是5000mV*=10MPa。通過換算，我可以得到四個(gè)輪的制動缸、液壓缸的壓力，還有整個(gè)系統(tǒng)、管路系統(tǒng)的壓力。其次，我所選用的霍爾轉(zhuǎn)速傳感器是HE01型，其輸出的是頻率值在020KHz，而且其最大輸出電流是020mA，所以我先把每條通道輸入先連接上一個(gè)250歐姆的電阻，然后在和頻率進(jìn)行換算。頻率是020000Hz，而電壓輸入是05000mV,這樣，5000*4=20000Hz。根據(jù)v=f/齒數(shù)*2*Π*車輪半徑，就可以換算出車速、四個(gè)車輪的速度。 模擬工作板的制作 工作板的組成由于本試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在沒有傳感器的條件下設(shè)計(jì)的，因此我先制作了模擬控制系統(tǒng)所需一切必要物件的模擬的工作板。里面包括：接頭接口、濾波電路、AD數(shù)據(jù)采集電路、DA輸出電路、DO開關(guān)量輸出電路、DI開關(guān)量輸入電路、滾筒轉(zhuǎn)速測量電路。： J1（模擬量輸入和計(jì)數(shù)器輸出接口）D型頭圖插座引腳號信號定義插座引腳號信號定義1AD0（AD0+）20AD16（AD0）2AD1（AD1+）21AD17（AD1）3AD2（AD2+）22AD18（AD2）4AD3（AD3+）23AD19（AD3）5AD4（AD4+）24AD20（AD4）6AD5（AD5+）25AD21（AD5）7AD6（AD6+）26AD22（AD6）8AD7（AD7+）27AD23（AD7）9AD8（AD8+）28AD24（AD8）10AD9（AD9+）29AD25（AD9）11AD10（AD10+）30AD26（AD10）12AD11（AD11+）31AD27（AD11）13AD12（AD12+）32AD28（AD12）14AD13（AD13+）33AD29（AD13）15AD14（AD14+）34AD30（AD14）16AD15（AD15+）35AD31（AD15）17AGND36DA118DA237DA319DA4ADx表示模擬量輸入的第x通道，括號外的為單端定義，括號內(nèi)的是雙端定義AGND指模擬地，單端使用時(shí)為信號地DAx表示模擬量輸出的第x通道 J2（開關(guān)量輸入輸出和計(jì)數(shù)器輸入接口40PIN）圖插座引腳號信 號 定 義插座引腳號信 號 定 義DB37_1DI0DB37_20DI1DB37_2DI2DB37_21DI3DB37_3DI4DB37_22DI5DB37_4DI6DB37_23DI7DB37_5DI8DB37_24DI9DB37_6DI10DB37_25DI11DB37_7DI12DB37_26DI13DB37_8DI14DB37_27DI15DB37_9DO0DB37_28DO1DB37_10DO2DB37_29DO3DB37_11DO4DB37_30DO5DB37_12DO6DB37_31DO7DB37_13DO8DB37_32DO9DB37_14DO10DB37_33DO11DB37_15DO12DB37_34DO13DB37_16DO14DB37_35DO15DB37_17DGNDDB37_36DGNDDB37_18CLK0DB37_37CLK1DB37_19CLK2DIx表示開關(guān)量輸入的第x通道 DOx表示開關(guān)量輸出的第x通道DGND指開關(guān)量信號地 工作板制作過程設(shè)計(jì)的兩塊工作板，一塊用于AD、DA模擬量輸入輸出信號，另一塊用于開關(guān)量輸入輸出的。所以先按照以上接口把信號傳輸接頭接口焊好，主要焊好后用熱熔膠涂抹在排線曲折處，防止經(jīng)常使用線被折斷。數(shù)據(jù)處理層級數(shù)據(jù)處理微機(jī)采集卡層級數(shù)據(jù)采集卡AD數(shù)據(jù)采集模塊四個(gè)輪的液壓缸壓力六個(gè)輪的制動缸壓力液壓系統(tǒng)、管路壓力車速、四個(gè)輪的轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速DA數(shù)據(jù)輸出模塊四個(gè)輪液壓缸壓力預(yù)定調(diào)節(jié)DO開關(guān)量輸出模塊主離合器開關(guān)主傳動開關(guān)液壓系統(tǒng)開關(guān)變速調(diào)節(jié)6個(gè)慣性輪離合器開關(guān)制動踏板預(yù)定參數(shù)：最大車速車輪半徑；傳感器齒數(shù)如果車速大于最大車速，報(bào)警燈閃亮數(shù)據(jù)處理、分析、打印 汽車制動試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖首先進(jìn)行穩(wěn)壓濾波處理，模擬板的供電電源由臺式電腦電源提供，輸出為5V，由于模擬板體積較小，而且保證模擬板供電穩(wěn)定，加上一個(gè)三洋公司生產(chǎn)的6V680uF的固態(tài)電容，它比在同容量情況下其它的電解電容濾波效果好得多。此外，防止模擬板短路對電腦產(chǎn)生損壞。1．AD數(shù)據(jù)采集模塊：AD輸入信號一共有17個(gè)，分別是左前輪、右前輪、左后輪、右后輪制動缸壓力、液壓缸壓力、液壓系統(tǒng)、管路系統(tǒng)壓力、前后制動主缸壓力、四個(gè)輪的輪速、還有滾筒轉(zhuǎn)速。 AD采集信號圖插座引腳號 插座定義所測信號1AD0左前輪液壓缸壓力2AD1右前輪液壓缸壓力3AD2左后輪液壓缸壓力4AD3右后輪液壓缸壓力5AD4前制動主缸壓力6AD5左前輪速7AD6右前輪速8AD7左后輪速9AD8右后輪速10AD9液壓系統(tǒng)壓力11AD10管路系統(tǒng)壓力12AD11左前輪制動缸壓力13AD12右前輪制動缸壓力14AD13左后輪制動缸壓力15AD14右后輪制動缸壓力32AD28車速AD信號數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)：AD采集通道共有16條，每條通道的電路設(shè)計(jì)如圖所示， AD通道電路圖電路由阻值為500的電位器、一個(gè)二極管、一個(gè)阻值為1K的電阻、一個(gè)插針組成。具體模擬過程：調(diào)節(jié)500的電位器阻值，可以模擬數(shù)據(jù)采集的電壓輸入。隨著阻值慢慢變小或者變大，電路中的二極管的亮度也會隨著變暗或者變亮，這樣設(shè)計(jì)更直觀、顯而易見。由于大電流會使二極管過載，串聯(lián)一個(gè)1K電阻保護(hù)二極管，然后把相應(yīng)的信號線插在插針上。這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模擬的傳感器的信號輸入到數(shù)據(jù)采集卡上。按照這樣的做法，做出前15個(gè)信號的AD輸入。但是，滾筒轉(zhuǎn)速的測量并不是這么簡單。： 滾筒測量電路圖該電路中包括一個(gè)在機(jī)箱中廢棄的光驅(qū)電機(jī)、一個(gè)四個(gè)齒數(shù)的碼盤、一個(gè)光電耦合管、一個(gè)發(fā)光二極管、以及若干電阻、導(dǎo)線。用一個(gè)小電機(jī)來代替滾筒的轉(zhuǎn)動，在電機(jī)上做一個(gè)碼盤來模擬一個(gè)測速傳感器，設(shè)為該傳感器是四個(gè)齒數(shù)的。然后把光電耦合管固定在碼盤下面，以此來測量電機(jī)轉(zhuǎn)動的頻率。當(dāng)碼盤轉(zhuǎn)到白色時(shí)，計(jì)為1，轉(zhuǎn)到黑色時(shí)，計(jì)為0。更直觀的是，通過二極管的亮滅速度來簡要判斷電機(jī)轉(zhuǎn)動的快慢。插在AD數(shù)據(jù)采集上，轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。2．DA信號輸出模塊：DA輸出信號一共有四個(gè)分別是：左前輪、右前輪、左后輪、右后輪的液壓缸的壓力調(diào)節(jié)。 DA輸出信號圖插座引腳號信號定義所測信號17AGND信號接地36DA1液壓缸1調(diào)節(jié)18DA2液壓缸2調(diào)節(jié)37DA3液壓缸3調(diào)節(jié)19DA4液壓缸4調(diào)節(jié) DA通道電路圖在開啟電源開關(guān)后，先設(shè)定參數(shù)，其中包括預(yù)先調(diào)節(jié)左前輪、右前輪、左后輪、右后輪的液壓缸壓力。預(yù)先調(diào)節(jié)液壓缸壓力為了能讓整個(gè)系統(tǒng)正常啟動，制動踏板觸發(fā)正常，剎車有效。該電路由一個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)1K電阻組成。根據(jù)調(diào)定的壓力大小可以由發(fā)光二極管的亮度來顯示。當(dāng)電壓達(dá)到1000mV時(shí)，二極管開始亮，然后隨著壓力的增大，亮度也會隨之增大。制作四個(gè)這樣的電路可以預(yù)先調(diào)節(jié)四個(gè)輪子的液壓缸壓力。3．DO開關(guān)量輸出模塊：本系統(tǒng)采用了十個(gè)開關(guān)量分別是主傳動開關(guān)、主離合器開關(guān)、液壓系統(tǒng)開關(guān)、車速變速調(diào)節(jié)、泵站還有5個(gè)慣性輪離合器開關(guān)。開關(guān)的電路圖如圖所示：電路由一個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)1K的電阻組成。數(shù)據(jù)采集卡輸出的開關(guān)量可以通過發(fā)光二極管的亮滅來表示。 DO信號輸出電路圖4．DO開關(guān)量輸出信號列表： D O開關(guān)量輸出一覽DO開關(guān)輸出板卡引腳信號定義主傳動開關(guān)DB37_9DO0主離合器開關(guān)DB37_28DO1液壓系統(tǒng)開閉DB37_10DO2車速調(diào)節(jié)DB37_29DO3慣性輪1DB37_11DO4慣性輪2DB37_30DO5慣性輪3DB37_12DO6慣性輪4DB37_31DO7慣性輪5DB37_13DO8制動踏板 DB37_32DO9第四章 汽車制動試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)汽車制動試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)測試軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)該滿足一下：1．易理解、易維護(hù)：編寫出來的軟件系統(tǒng)應(yīng)盡量做到易閱讀和理解，這樣在應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試過程中，才能做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤。2．實(shí)時(shí)性：對測試系統(tǒng)來說，實(shí)時(shí)性是一個(gè)重要的要求，要求軟件系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地處理來自數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)。3．準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確性對測試系統(tǒng)來說具有重要意義。測試過程就是對測試對象各部分工作狀況運(yùn)行情況進(jìn)行分析，觀察其是否滿足技術(shù)指標(biāo)。在參數(shù)測量和計(jì)算上都要求準(zhǔn)確。4．可靠性：可靠性是軟件的一個(gè)重要指標(biāo)，要求軟件能夠可靠的運(yùn)行，并給出正確的結(jié)果，還要求系統(tǒng)即使處于嚴(yán)重干擾的條件下也能夠可靠的運(yùn)行。 汽車制動試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)軟件的選擇軟件是虛擬儀器的核心，虛擬儀器可以在相同的硬件平臺下，通過不同的軟件實(shí)現(xiàn)功能完全不同的各種儀器，因此基于虛擬儀器的汽車ABS檢測試驗(yàn)臺測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵。軟件的設(shè)計(jì)必須要根據(jù)儀器的功能，解決好人機(jī)接口(即用戶接口)和機(jī)機(jī)接口(即計(jì)算機(jī)與儀器模塊接口)。VI的標(biāo)準(zhǔn)軟件有兩大類：編程設(shè)計(jì)軟件，如NI公司的LabVIEW，Labwindows/CVJ；儀器驅(qū)動程序與用戶接口開發(fā)工具軟件，主要軟件模塊有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示、文件管理、控制輸出等。常用的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境有NI公司的LabVIEW、Labwindows/CVI、HP公司的VEE以及VB、VC++、Delphi等[78]。而NI公司的LabVIEW、Labwindows/CVI主要適用于測試技術(shù)、控制技術(shù)。虛擬儀器技術(shù)以及信