【正文】 實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的大部分功能，而且在許多方面有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點，如使用靈活方便、功能豐富、價格低廉、可一機多用、可重復(fù)開發(fā)等。利用計算機處理器高速的運算，可以很快得到結(jié)果，并且任何用戶都可以隨時根據(jù)需求更改軟件，使之具有新的功能。這種利用通用計算機加上特定的硬件設(shè)備，再加上為實現(xiàn)特定功能而編制的軟件而形成的既有普通儀器的功能，又具有一般儀器所沒有的特殊功能的新型儀器，就稱之為虛擬儀器。而PC卡式儀器由于自身不帶儀器面板，有的甚至不帶微處理器，必須借助于PC機作為其數(shù)據(jù)分析和顯示的工具。 虛擬儀器的概述 虛擬儀器的概念虛擬儀器(VI, Virtual Instrument)的概念是為了適應(yīng)PC卡式儀器而提出的。其中LabVIEW是完全圖形化的開發(fā)工具，具有使用方便、易于學(xué)習(xí)的特點，提供了靈活的開發(fā)手段和強大的開發(fā)功能。而NI公司的LabVIEW、Labwindows/CVI主要適用于測試技術(shù)、控制技術(shù)。VI的標(biāo)準(zhǔn)軟件有兩大類：編程設(shè)計軟件，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。 汽車制動試驗臺控制系統(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檢測試驗臺測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計是系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵。在參數(shù)測量和計算上都要求準(zhǔn)確。3．準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確性對測試系統(tǒng)來說具有重要意義。 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 汽車制動試驗臺控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計汽車制動試驗臺控制系統(tǒng)測試軟件設(shè)計中，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)計與調(diào)試過程中，才能做到及時發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤。開關(guān)的電路圖如圖所示：電路由一個發(fā)光二極管、一個1K的電阻組成。制作四個這樣的電路可以預(yù)先調(diào)節(jié)四個輪子的液壓缸壓力。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。預(yù)先調(diào)節(jié)液壓缸壓力為了能讓整個系統(tǒng)正常啟動，制動踏板觸發(fā)正常，剎車有效。2．DA信號輸出模塊：DA輸出信號一共有四個分別是：左前輪、右前輪、左后輪、右后輪的液壓缸的壓力調(diào)節(jié)。更直觀的是，通過二極管的亮滅速度來簡要判斷電機轉(zhuǎn)動的快慢。然后把光電耦合管固定在碼盤下面，以此來測量電機轉(zhuǎn)動的頻率。： 滾筒測量電路圖該電路中包括一個在機箱中廢棄的光驅(qū)電機、一個四個齒數(shù)的碼盤、一個光電耦合管、一個發(fā)光二極管、以及若干電阻、導(dǎo)線。按照這樣的做法，做出前15個信號的AD輸入。由于大電流會使二極管過載，串聯(lián)一個1K電阻保護(hù)二極管，然后把相應(yīng)的信號線插在插針上。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。1．AD數(shù)據(jù)采集模塊：AD輸入信號一共有17個，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、四個輪的輪速、還有滾筒轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)處理層級數(shù)據(jù)處理微機采集卡層級數(shù)據(jù)采集卡AD數(shù)據(jù)采集模塊四個輪的液壓缸壓力六個輪的制動缸壓力液壓系統(tǒng)、管路壓力車速、四個輪的轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速DA數(shù)據(jù)輸出模塊四個輪液壓缸壓力預(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，報警燈閃亮數(shù)據(jù)處理、分析、打印 汽車制動試驗臺控制系統(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。： J1（模擬量輸入和計數(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。 模擬工作板的制作 工作板的組成由于本試驗臺的控制系統(tǒng)設(shè)計在沒有傳感器的條件下設(shè)計的，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。頻率是020000Hz，而電壓輸入是05000mV,這樣，5000*4=20000Hz。通過換算，我可以得到四個輪的制動缸、液壓缸的壓力，還有整個系統(tǒng)、管路系統(tǒng)的壓力。2．信號量換算因為本系統(tǒng)設(shè)計所選用的數(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。由于實際運用中不同的車輛車輪半徑是不同的。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)。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。首尾兩個盤脈沖計數(shù)時可能會產(chǎn)生誤差，誤差的大小為正負(fù)一個盤脈沖的間隔[13][17]。為了系統(tǒng)的方便檢測，選用了M法來測量滾筒轉(zhuǎn)速。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。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，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。 滿量程：＜177。2%FS 滿量程偏差：177。2%FS 零點偏差：177。 界面：2英尺電纜線 ，與輸入成正比（3） 420mA兩線（5） 輸出：0100mVDC，與輸入成正比（2） 15VDC，固定的（4） 供應(yīng)電流：＜10mA， ＜15mA 供應(yīng)電源：5VDC， 1030VDC %FS（典型值） 精度（包括非線性度，遲滯及重復(fù)性）：177。 （07，17，25，70，175，350，700bar） 壓力范圍：0100，250，1000，2500，5000，10000PSI其技術(shù)參數(shù)如下所示：25℃時性能： 使用DLL的動態(tài)鏈接庫是在程序中記錄了函數(shù)的人口點和接口，在程序執(zhí)行時才將庫代碼動態(tài)地裝入內(nèi)存，裝載時DLL被映射到進(jìn)程的地址空問中。在example/dll目錄中有使用該圖標(biāo)的例子，[21]。3．用Labview的Call Library Functions圖標(biāo)，用戶可使用某種DLL鏈接庫的編程工具，如VC、VB編寫應(yīng)用程序來調(diào)用它。2．用Labview的CIN圖標(biāo)生成A/D插卡驅(qū)動程序的子VI：Labview的Functions模板內(nèi)Advanced中有一個CIN（Code Interface Node）圖標(biāo)，用CIN結(jié)點生成A/D插卡驅(qū)動程序的子VI的方法可較充分發(fā)揮A/D的高轉(zhuǎn)換速度，獲得高的采樣頻率。按照這樣的方式接在板卡上。10V增益范圍（程控）：1，2，4，8（可定制其他增益范圍）輸入精度：16Bit最大采樣頻率：250KHz緩沖區(qū)（FIFO）：8K啟動轉(zhuǎn)換方式：軟件啟動/定時/外觸發(fā)啟動模出部分輸出通道數(shù)：單端4路輸出電壓范圍：5V，177。177。3．該塊板卡的計數(shù)器輸出的是隨轉(zhuǎn)速大小變化的遞減的數(shù)字，不直接輸出頻率。但是這塊板卡也具有其不足的地方：1．此塊板卡并不是NI公司指定的板卡，因此NI公司擁有的強大的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的操作控件均不可用。其操作系統(tǒng)可選用目前流行的Windows系列、高穩(wěn)定性的Unix等多種操作系統(tǒng)以及專業(yè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)LabVIEW等軟件環(huán)境。本檢測系統(tǒng)要實現(xiàn)對異步電動機、泵站、制動踏板的通斷控制，對各個光電開關(guān)信號、滾筒轉(zhuǎn)速、制動缸、液壓系統(tǒng)壓力、車速及輪速的測量。數(shù)據(jù)采集卡作為儀器系統(tǒng)硬件的主要組成部分，是外界的電信號與PC機之間的橋梁。LabVIEW軟件獲取數(shù)據(jù)的方法是通過對I/O接口設(shè)備的驅(qū)動完成的。根據(jù)需要還可加入信號調(diào)理和實時DSP等硬件模塊。測試中可以順序執(zhí)行各測試步驟，也可以選擇執(zhí)行指定的測試步驟。有多個開關(guān)量和按鈕可以實現(xiàn)輸出輸入。最重要的是，汽車檢測時所處路面的附著系數(shù)不同，測出的制動力以及慣性力也會不同，因此，還要設(shè)定附著系數(shù)參數(shù)。根據(jù)車重，平均分配各輪液壓缸壓力。采集數(shù)據(jù)時選用調(diào)用庫函數(shù)的驅(qū)動方法，并且拆分信號，在指定的圖中顯示，存儲到指定文件中，可以供用戶調(diào)出并處理數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主要能實現(xiàn)以下功能： 輸入輸出信號圖輸入AD信號數(shù)量量程液壓缸壓力4制動缸壓力4制動主缸壓力2車速10200KM/h輪速40150KM/h液壓系統(tǒng)1管路系統(tǒng)1輸出信號數(shù)量量程液壓缸壓力4異步電機2主離合器1慣性輪離合器5制動踏板1計時器1泵站11．系統(tǒng)功能液壓缸壓力、制動缸壓力、整個液壓系統(tǒng)以及管道壓力數(shù)據(jù)檢測、車速、各輪速、滾筒的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)采集、并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時顯示、存儲、調(diào)用、輸出和后期整理。本系統(tǒng)采用微機系統(tǒng)作為中央控制單元，具有自動化程度高，測量精確，操作簡單方便等特點。 制動試驗臺結(jié)構(gòu)圖試驗臺檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成中。檢測過程的每一步實現(xiàn)都需要硬件和軟件的支持[6][14]。3．車輪達(dá)到一定速度后，計算機向顯示屏發(fā)送“踏下制動踏板”指令，駕駛員踏下制動踏板，同時計算機發(fā)出指令控制磁粉離合器的電流，即控制其輸出轉(zhuǎn)矩矩；計算機實時采集轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器傳輸進(jìn)來的信號，根據(jù)采集的信號控制變頻器的輸出頻率，來控制電動機轉(zhuǎn)速，達(dá)到補償汽車動能的目的，直至車輪轉(zhuǎn)速為零為止。如果已經(jīng)到位，則向計算機傳送到位信號，計算機收到信號后，控制舉升器下降，并向變頻器發(fā)送信號，變頻器驅(qū)動電動機開始啟動，帶動主動軸旋轉(zhuǎn)，主動軸，通過磁粉離合器帶動主動滾筒、車輪、從動滾筒旋轉(zhuǎn)。顯然，車輪緊急制動時，滾筒轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)制動距離；滾筒的圓周速度即為車身的運動速度[67]。受檢車輪分別支承在前、后兩滾筒上，前、后滾筒通過