基于LabVIEW的摩托车底盘测功机测控系统的研发.pdf

重庆大学硕士学位论文基于正东申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：段其昌20070605重庆大学硕士论文 中文摘要摘要能源和环境问题已经成为世界备受关注的话题。随着机动车辆数量的日益增加和摩托车市场准入制度的推行，摩托车的节能和排放成为汽车摩托车产品性能重要指标之一，摩托车整车性能检测也就成为车辆投放到市场之前的检验关卡。底盘测功机是一种不解体检验摩托车性能的检测设备，采用现代电测和计算机技术，仿真模拟各种路面行驶阻力，使摩托车整车的道路试验项目以及应用工况法测量摩托车排气污染物排放量等试验都能移至室内进行，减少室外环境变化对测试的影响，能很好的改善试验人员的试验环境和提高测试精度。本文借鉴和吸收了以往先进的研究成果，建立了底盘测功机动力学模型，分析底盘测功机路面阻力模拟加载原理。设计基于模糊控制模糊控制和常规过模糊控制来改善控制系统的快速性和降低超调量，通过常规件的设计结合高内聚低耦合的开发思想，基于对测功机对象开发各子模块，子模块可以方便移植应用到其他的领域中。控制子模块结合行设计增量型节变频器的输入电压，控制测功机的转速和输出扭矩，实现对模拟阻力加载控制；数据采集和处理输出等子模块采用了性价比高、实用性强的间隔采样采集方式和最小二乘法等数据处理算法，采用便对数据库的管理、调用和查看；同时，根据摩托车整车性能检测标准要求，设计摩托车整车性能检测试验子模块，建立底盘测功机性能检测试验平台。基于话性强，操作方便，能很好的对系统进行实时监控以及各性能参数的显示，同时将检测数据自动修正到标准状况下，并能以标准格式自动存盘及打印输出检测数据和性能拟合曲线。试验结果表明，测控系统能很好的满足摩托车整车性能测试要求，精度优于国家标准的要求。本课题的设计目前是针对摩托车整车性能测试的一套测控系统，预留了网络数据库接口，方便后续的基于网络的测控平台建立。在进一步完善的基础上，可将此系统广泛地应用在汽车、摩托车和传动测试行业，对测功机的自动监测具有重要的意义。关键词：底盘测功机，糊控制，文摘要of as of of a it be in a of O an be t n of by he on ID ID，to ID to of is UI he at be ID to of of he DO to to of is to to to be to on a 文摘要t a of of on an be it ey 我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重废太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。一虢扫一啸7蚴9日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解 重庆太堂 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 重庞太堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密( )，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密(、)。(请只在上述一个括号内打“4”)学位论文作者签名：寺确签字醐。1即日导师签名：膨4六签字日期：厶4年石月岁日重庆大学硕士论文 论文选题意义及课题来源国家摩托车质量监督检验中心可按国家标准(国际标准(日本工业标准(美国环保法规(日本新型车试验规程(欧洲保项目、基本性能、可靠性和耐久性试验。经过改革开放二十余年的发展，我国摩托车行业走过了开创期、成长期和成熟期。目前，迅猛发展的摩托车行业，已成为我国机械产品类发展速度最快的行业之一。我国摩托车产量已连续12年位居世界第一，出口数量连续5年名列世界第一随着摩托车行业的发展，国家对这个行业的规范政策也随之不断出台。这些政策措施无疑大大提高了摩托车行业的进入门槛，强化了退出机制。同时也加剧了行业的生存竞争。目前摩托车的品质、质量已变成市场竞争制胜的法宝。根据摩托车检测相关国家标准，检测主要进行两个方面的检测：首先，体现在发动机性能方面，随着国家对环保和能源的日趋重视，我们对发动机性能提出了更高的要求。发动机试验是发动机生产、维修和研究中不可缺少的一个环节，在设计和生产过程中，许多重要的性能参数都是通过发动机试验的方法获取，利用测得的性能数据，绘制出各种特性曲线，对发动机整机运行状态与调整方向进行详细地了解，从而对改进发动机设计有重要的指导意义11】。其次，在整车检测方面，室内检测多采用底盘测功机。底盘测功机是一种不解体检验摩托车性能的检测设备，它是通过在室内台架上摩托车模拟道路行驶工况的方法来检测摩托车的动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗，同时能方便地进行摩托车的加载调试和诊断车在负载条件下出现的故障等。由于底盘测功机在试验时能通过控制试验条件，使周围环境影响减至最小，同时通过功率吸收加载装置来模拟道路行驶阻力，控制行驶状况，故能进行符合实际的复杂循环试验，因而得到广泛应用吲近20年来，国内各检测中心引进了一系列发达国家的测功机，并与相关的院校和研究单位合作，测功机机械本体制造技术已经达到国际水平，但测控系统部分的研究一直相对滞后，很多试验台价的记录还存在人工记录的方式，耗时耗力还要考虑人为误差等因素，很难保证国家质量监督部门下达的质量要求。随着电子技术、传感器技术、计算机技术和控制技术的推广与应用，以前采用人工采集处理测试数据、手工绘制曲线和人工操作控制发动机及能耗装置等测试技术手段正被计算机自动测控系统所代替，测量和控制精度、可靠性、稳定性和灵活性都重庆大学硕士论文 1绪论有了很大提高。中国嘉陵工业股份有限公司(集团)(以下简称嘉陵集团)检测站003年从海南嘉泰公司搬迁到嘉陵集团公司技术中心检测站。由于现有设备存在一些缺陷，又无计算机数据处理系统，不能进行摩托车整车性能测试。因此需要设计一套底盘测功机测控系统来满足摩托车整车测试要求本文深入融合“软件即是仪器”的概念，设计基于虚拟仪器对底盘测功机摩擦力的模拟加载，设计常规先进的控制思想和理念引进到传统的工业行业中，满足摩托车整车性能测试要求。12 国内外发展现状90年代，国外发动机行业在市场竞争和环境保护的双重压力下，产品综合技术水平有了很大提高。一方面发动机的研制开发对测试技术提出了更高的要求；反过来，测试水平的提高又为研制开发高性能发动机提供了可靠的技术保证。因此，许多国外发动机厂商和研究机构都非常重视发展和完善各种先进的测试技术。目前，许多国外发动机研究机构和生产厂家基本上都有先进的发动机测试系统，如车底盘试验和道路模拟试验，既缩短了产品的开发周期，又节约了开发成本，被世界各地发动机科研和生产单位采用国申克公司开发的试验台具有先进的逼真地再现实际工况嘲。国外的汽车底盘测功机的研究和生产经历了机械式、模拟电子式、数字测控式和计算机控制式这几个阶段。德国申克公司生产的汽车底盘测功机，它自己带有的一套控制模式能实现数字控制和模拟控制转速、滑行等功能，但是对人员的素质要求较高，试验周期长，自动化程度低；它的试验数据采集部分，只对数据作低层次的处理在打印机上不加选择的输出，需辅以大量的手工处理，才能得到所需要的试验结果报告嘲。国内引进的大多是日本模拟电子式底盘测功机。1981年，天津公共汽车公司三厂和交通部科学研究院参考引进日本弥荣的制出汽车性能试验台1991年，交通部公路研究所和成都汽车保修机械厂制成束了我国不能生产底盘测功机的历史。华中科技大学(原华中理工大学)开发了一种基于种三轴六轮驱动直流电力底盘测功机(每轴带有两个直径O8可实现单轴、双轴或三轴驱动基本上可对各种中小吨位的汽车进行道路模拟实验。控2重庆大学硕士论文 可由转鼓在某种恒定速度下反拖汽车行驶，实现传动系统摩擦损失的测量研究，又可以对汽车在不同速度情况下的道路阻力进行模拟，施加给电机而完成汽车动力性及经济性的研究71。南理工大学和广东省南海市闯拓高科技有限公司联合开发的产品。该底盘测功机的加速性能采用了电模拟方式，由测量系统对汽车加速过程中的车速、加速度实现实时检测，并由计算机依据行驶阻力的理论公式控制电涡流测功机实时生成各种行驶阻力，实现模拟加裂引。西安交通大学的交流底盘测功机的控制系统由一台下位工控机和一台位工控机主要用作道路阻力设定器的功能，实时计算得到当前应该给定的阻力大小并送至变频器。两台变频器分别用于控制冷却风机和测功机m。现道路行驶阻力，模拟匀速、变速、爬坡各种状况的道路阻力和惯性力作用；采用机械惯量和电惯量模补偿相结合的方法，实现无级差地模拟受试车的惯性作用；采用配有能耗制动单元的变频控制器，控制风速达到风速跟踪的要求(101。浙江大学设计采用基于时在硬件的设计方面采用数控制以及传输总线，单片机的程序主要用样有利于程序的移植和修改，同时应用模块化编程，使得程序的可读性强，修改和维护方便。上位机与下位机的通讯采用而达到传递速度快、实时性好、连接方便的目的。上位机的控制软件则采用用电涡流测功机在检测设备和单片机的控制下再现道路行驶阻力，模拟匀速、变速、爬坡各种状况的道路阻力和惯性力作用；采用机械惯量模拟受试车的惯性作用，采用变频器控制风速，达到风速跟踪的要求3本文完成的主要工作底盘测功机主要的测试原理是设计控制系统来控制底盘测功机，通过转鼓加载阻力来模拟摩托车道路行驶状况。整车台架性能测试标准60】【2】，底盘测功机需要完成以下测试项目：车辆里程表校验、滑行检查、爬坡测试、加速性能(包括起步加速和超越加速)、最低车速、最大车速、燃油消耗和驱动轮输出试验等。通过对嘉陵集团技术中心检测站22文主要从以下几个方面展开：3重庆大学硕士论文 1绪论第二章简单介绍了底盘测功机测试原理及种类。综合前人的研究工作和成果，结合摩托车检测系列标准，从动力学和运动学角度分析底盘测功机模拟摩擦力加载模型，为摩擦力加载控制系统设计奠定了理论基础。第三章为系统硬件中设计基于计高性价比的数据采集系统组建系统采集硬件平台和变频器控制系统来满足控制系统要求。第四章结合底盘测功机摩擦力加载模型，设计模糊控制和增量型常规于在很强的可移植性。第五章基于虚拟仪器图形化设计软件照摩托车整车检测标准3，分别设计控制子模块、数据采集子模块和试验子模块等，开发出精度较高、稳定性较好的、开发周期较短的系统集成自动化测控软件。第六章结合测控机实验对新系统进行验证。14小结本章首先提出了本课题的来源及选题的意义，主要介绍了国内外底盘测功机的发展现状，以及本课题所完成的主要工作等。4重庆大学硕士论文 2底盘测功机测试简介2底盘测功机测试简介底盘测功机是一种不解体检验摩托车性能的设备，它是通过在室内台架上摩托车模拟道路行驶工况的方法来检测汽车的动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗。同时能方便地进行汽车的加载调试和诊断汽车在负载条件下出现的故障等。由于摩托车底盘测功机在试验时能通过控制试验条件，使周围环境影响减至最小，同时通过功率吸收加载装置来模拟道路行驶阻力，控制行驶状况，故能进行符合实际的复杂循环试验，因而得到广泛应用。21底盘测功机原理介绍摩托车在道路上运行过程中存在着运动惯性和行驶阻力，要在试验台上模拟摩托车道路运行工况，首先要解决模拟摩托车整车的运动惯性和行驶阻力问题，这样才能用台架测试汽车运行状况的动态性能。摩托车底盘测功机的基本结构如图21。试验摩托车的后轮放在一个大转鼓上，用转鼓的表面代替路面，相对于车辆作旋转运动。转鼓轴端与测功机同轴相联，构成测功机一转鼓机组。试验时测功机给转鼓施加阻转矩来模拟车辆在道路行驶时的阻力。摩托车前轮用“前轮夹持器”夹住，保证车辆前后不能移动左右不会倾倒。试验车辆的正前方安放一个风机，用于冷却车辆。图21底盘测功机基本结构图1 功机提供阻转矩，使车辆发动机受到的阻力等效于同等工况下在道路试验中受到的阻力：风机的风速跟踪车速，使车辆发动机(还有传动箱、轮胎等)的冷却条件与道路试验等效。这样车辆就可5重庆大学硕士论文 2底盘测功机测试简介以在底盘测功机上模拟道路行驶。系统还配备了对速度、时间、距离、温度、压力、油耗等项目的测量环节，由计算机进行数据采集和控制。整个系统协调运转，驾驶员在显示器的提示下按照试验要求驾驶车辆，这样就可以在底盘测功机上进行车辆的性能试验了。例如加速性能、最高车速、燃油消耗、工况排放(要另配排气分析仪)等项目试验。与室外道路试验相比，在底盘测功机上进行车辆试验具有安全、高效和重复性好的优点【”】【14】。汽车用底盘测功机原理相同，也是驱动轮放在转鼓上进行试验。只是转鼓宽，测功机功率大一些【。22底盘测功机种类常用的测功机有电力测功机、水力测功机和磁粉测功机。这些测功机都是根据测功机作用力矩与测功机反作用力矩大小相等、方向相反的原理来测量的。221水力测功机水力测功机是以水作为工质的一种液力测功装置，其主体为水力制动器。制动器由转子和外壳组成，外壳由滚动轴承支承，因而可以自由摆动。根据转子的结构不同，水力测功机可分为圆盘式、柱销式、叶轮式和涡流式等四种形式【171。222磁粉测功机磁粉测功机是根据转予和外壳内腔之间填充的磁粉微粒处于磁化状态后产生的反力矩来测功的。当外壳上的励磁线圈不通电时，磁粉呈自由状态，转子旋转时，磁粉受离心力的作用而附在转子与外壳内腔之间的间隙边缘，不传递转矩。当线圈通电时，磁粉处于磁化状态，沿径向排列互相吸引，在转子和外壳内腔之间形成磁粉链，而磁粉链中微粒间的引力则构成了制动力矩【嘲。这种测功机体积小，转矩大，在工作区域内励磁电流与转矩近似呈线性关系。当励磁电流不变时，具有等转矩特性，响应速度快，最大功率下可在任一工况点工作，放特别适合在大转矩和中、低转速工况应用。由于高温会引起磁粉烧结和磁性退化，故需采取良好的冷却措施，且不宜长期在高速状态下使用。223电力测功机电力测功机的工作原理和电机基本相同，其转子和定子都是以磁通作为传递媒介进行工作的转子和定子之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以只要将其定子做成能绕其轴线自由摆动的结构，便可测定其转子的制动转矩，即定子的反力矩【嘲。电力测功机目前重要有直流电力测功机、交流电力测功机和电涡流测功机三种型式20121重庆大学硕士论文 2底盘测功机测试简介直流电力测功机直流电力测功机与一般电机主要的不同之处是定子外壳被支承在一对轴承上，并可以绕轴线自动摆动在定子外壳上固定一个力臂，它与测力机构连接，用以测定转矩。被测动力机械的输出轴与直流电力测功机的转子连接在一起旋转，此时电枢绕组切割定子绕组磁场的磁力线，在电枢绕组中产生感应电动势，即产生一个与转向相反的制动力矩，电机作发电机运行，以达到测功的目的。相反，当电枢回路有电流通过时，在磁场中会受到电磁电力作用而产生一个与转向相同的驱动力矩，这是电机作电动机运行，以达到反拖(测量动力机械的摩擦功)的目的。交流电力测功机常用的三相交流发电机可作为最简单的交流电力测功机。当被测动力机械直接驱动三相交流发电机时，其测得的有效功率为：P。=括志唧 (21)式21中，。)； )；，7为交流发电机的效率；于和直流电力测功机同样的原因，交流电力测功机的定子外壳也应当做成可以绕转轴摆动的平衡式结构。交流电力测功机既可以按电动机运行，也可以按发电机运行。按发电机运行时，测功机发出的电能，可以消耗在负荷电阻上，在条件许可时，也可以输回供电电网加以利用。电涡流底盘测功机电涡流测功机，是基于涡流电流(物理学上称傅科电流)进行工作的设备。它由定子和转子两部分组成。定子部分包括定予架和装在上面的励磁线圈。定子框架周围有孔，励磁线圈装在孔内。定子框架中心部分轮毂，借助两个滚动轴承支撑在转子轴上。转子部分包括转子轴和固定在该轴上的两个转子，两个转子分别位于定子部分的两端，转子轴可以被外力带动而自由转动。转子的内侧端面与定予的断面保持很小的问隙，该间隙电磁学上称为气隙。该转子的内侧面是十分光滑的平面，涡流电流就产生在这个光滑平面上。电涡流测功机的励磁绕组通入电流时，磁通经定予、涡流环、气隙、转子构成闭合磁路当摩托车后轮带动滚筒及测功机转子旋转时，由于磁通密度发生变化使转子表面产生涡流电流，该涡流电流与磁场相互作用，产生反向制动力矩，使定子绕主轴轴线摆动。该制动力矩通过杠杆传递给压力传感器，由压力传感器给出相应的电信号，经计算处理后，可得出摩托车瞬时的动力参数。调节励磁电流大小，即可改变测功机的制动力矩，同时相应改变汽车车速，不断变化的励磁电流与车速形成闭合环，并最终实现恒速或恒力等方式下的功率测量【231。7重庆大学硕士论文 2底盘测功机测试简介被测动力机械输出的功率被电涡流器吸收，转换为电涡流，在涡流器的转子或者定子中转变为热能散发。因此，为使转子或定子处于正常的工作温度，必须尽快将其热量排出，迅速冷却。常用水或冷气作为介质把电涡流转化的热量排出。据此电涡流测功机分成水冷式和风冷式两类。风冷式电涡流功率吸收装置主要由转子、定子、励磁线圈、支承轴承、冷却风扇叶片、力传感器等组成，其特点是：结构简单，安装方便；冷却效率低，功率吸收装置不易长时间运行，其转子的导磁率随温度的上升而下降；因而其最大吸收功率随温度升高而减小，所以一般风冷式功率吸收装置在高转速、大负荷下工作时间不宜超过5分钟。由于冷却风扇在工作时消耗一定的功率，所以应该将风扇所消耗的功率计入摩托车驱动轮的输出功率。风冷式电涡流功率吸收装置的基本结构如图22所示：图22风冷式电涡流功率吸收装置2 子、励磁线圈、支承轴承、冷却风扇叶片、力传感器等组成其特点是：1)结构简单，安装方便；2)冷却效率低，不宜长时间运行；3)冷却风扇在工作时消耗一定的功率，故应将此消耗的功率计入汽车底盘输出功率。电涡流式功率吸收装置的工作原理如图23所示【24】：图23电涡流式功率吸收装置3 底盘测功机测试简介当励磁线圈通以直流电时，在转子与铁芯间隙就有磁力线通过，此间隙的磁通分布在转子齿项处的磁通密度最大，而通过齿槽处的磁通密度最小。当转子以转速在磁感应定理可知，此时在定子的涡流环内产生感应电动势，试图阻止磁通的减小，于是就有电涡流产生，电涡流方向用右手定则判断，如图23中的00所示。同理，所示由图23可见在齿顶处的电涡流方向为一，因此用右手定则判定，此时定子受力，其方向如图所示。而在齿槽处由于磁通很小，所以受力也很小。因此总的受力力便与定子处外壳相连接的力臂引入称量机构便可进行力矩测量。当测功机转子以转速n(r动，且给励磁线圈加一定的电流时，可摆动的定子外壳就产生一定的阻力矩T(便得到吸收功率阻力矩：P=卜549(七矽) 佗2、由于电涡流测功机所消耗的励磁功率很小，只需要变动数安培的励磁电流，就能有效的控制制动转矩，这样可以方便地完成自动化控制，有利于实现按预定程序运转的自动测试，同时考虑到摩托车底盘测功机的转矩比较小，以及现场安装的方便。该底盘测功机采用风冷式电涡流测功机，厂家为新日本特机公司型号为率为22定扭矩为260N脚。23电涡流底盘测功机阻力加载模型摩托车底盘测功机是应用现代电测和计算机技术，利用摩托车在路而行驶中与道路的相对运动关系。将摩托车道路行驶工况(如：道路阻力状况、行驶惯性等)有效、等量地转移到摩托车底盘测功机上，即摩托车底盘测功机仿真模拟各项行驶阻力，使摩托车整车的道路试验项日以及应用工况法测量摩托车排气污染物排放量等试验移至室内进行的专用测试设备。摩托车在道路上行驶是摩托车相对静止的路面运动，而摩托车在底盘测功机上进行台架动力性试验是用滚轮(亦称转鼓)表而取代路面，并且相对于静止的摩托车做旋转运动。摩托车底盘测功机行驶阻力的模拟如何实现、精确度如何保证则是其技术关键。从其动力学入手对阻力加载模型加以分析。231摩托车道路行驶动力学分析摩托车行驶在路面上，发动机曲轴输出扭矩，经变速传动系统传递给驱动轮。通过轮胎与地而的接触(设摩擦力足够大，视为无滑动的纯滚动运动)产生驱动力同时还受到各种行驶阻力。受力分析如图24所示嘲9重庆大学硕士论文 2底盘铡功机测试简介图24摩托车道路行驶受力分析4 托车做匀速运动；当驱动力不等于(大于或小于)行驶阻力时，摩托车做变速(加速或减速)运动。摩托车的驱动力模型嗍摩托车的驱动力是由发动机曲轴输出扭矩，经离合器、变速传动系统(降速增扭作用)传递给驱动轮足够大的驱动扭矩，其对地面产生圆周力(切向力)，地面由于附着作用给驱动轮一反作用力(当附着条件即路面接触强度足够大时，其与圆周力可视为大小相等、方向相反)即为推动摩托车前进的驱动力。 E：R：丝：竺逊(23)r 中：仃一驱动轮对地面产生的圆周力；驱动轮上的驱动扭矩；r驱动轮半径：钦传动比；i|变速器传动比；=次传动比；?传动变速系统总传动效率。摩托车的行驶阻力摩托车行驶时受到的各种阻力，统称为行驶阻力。1)滚动阻力10重庆大学硕士论文 2底盘测功机测试简介摩托车车轮弹性轮胎在路面上滚动时，来自路面与轮胎接触而之间的各种阻力， 统称为滚动阻力。由于前、后轮的受力情况不同，故其滚动阻力则不同。在计算滚动阻力时，按整车的滚动阻力考虑。2厂。朋。g (24)式24中：该动阻力；廿一摩托车整车基准质量+驾驶员质量(75 g重力加速度；f整车滚动摩擦阻力系数2)空气阻力摩托车行驶时，在空气中运动受到空气的作用力，称为空气阻力。1 瓦=巳APV，2 (25)二式25中：d空气阻力系数；A迎风面积；?空气密度；h相对速度，无风时为摩托车行驶速度；3)坡度阻力摩托车沿纵向坡路上行驶时，受重力沿坡道分力的作用，坡时，坡度阻力与驱动力方向相反；下坡时，两者方向一致。F=中坡度阻力；?朔向坡度角。4)惯性阻力称为坡度阻力。上(26)摩托车变速行驶时，除克服上述阻力外，还需克服其本身质量变速运动的惯性力。其由两部分组成：平移质量惯性力和旋转质量惯性力将其换算到车轮上的等效惯性阻力为：=827)式27中：E变速行驶，换算到车轮上的总惯性阻力；万质量换算系数：艿：l+墨毕+墨生i：垒：垒鱼；生：垒：生!：!G 中： 掣摩托车加速度； 讲(28)重庆大学硕士论文 2底盘测功机测试简介L从动轮转动惯量；L：驱动轮转动惯量；，九发动机曲轴部件转动惯量；，：离合器、变速器、二次传动装置等旋转部件的转动惯量；叩。除一次传动外的传动效率。摩托车道路行驶方程据上述各力在得到摩托车的道路变速行驶方程：fi=氆哮丛29表明了摩托车在坡道上变速行驶时的驱动力与行驶阻力的平衡关系，亦表明了摩托车的动力性能。232底盘测功机力学分析摩托车在底盘测功机滚轮上行驶，前轮被夹紧固定，仅驱动轮和滚轮做相对旋转运动，此时车辆相对滚轮是静止的，车速为零，而滚轮表而则取代了路面。受力分析如图25所示12712s。“一 纱鱼；：u)制作用于被控系统，计算系统输出kO=alx+b+ll：ld=x+h+)+bll；k2=x+舻)+b+ll；k3=x+”+ll；+k2+h6；产c+x+d+ll；,k)el=e；e=固；T；eT,k)小结本章主要是对底盘测功机摩擦力加载控制方案进行设计，首先分析了控制对象模型，分别从常规对本控制系统的特点，采用模糊控制设计了控制系统设计流程和基于庆大学硕士论文 5软件设计5系统软件设计测控系统软件设计同时考虑软件设计理论和具体用户的需求，只考虑软件设计理论和设计原则而不考虑用户的具体需求会造成软件产品的易用性不强，严重时会导致项目失败【3习；而只注重用户需求而忽略软件设计理论在软件设计过程中的作用，则导致软件具体实施过程中的诸多不便，同时工程实施进程也会受到影响，所得的产品也不能很好的满足用户的需求。好的软件产品会充分考虑这两方面因素，理解用户意图，合理转化用户的需求，实现理论与实际需求的统一。在本课题软件结构的设计过程中，充分考虑了传统的软件设计理论与用户具体需求的最大程度的结合与统一，考虑到软件易开发性和严谨性，也同时考虑到嘉陵集团成本控制的要求，采用开发周期短、设计简单、界面友好的开发软件件。51软件总体设计图51测控系统总体软件框图1 软件设计软件分为测控系统软件和数据库软件两个部分，测控软件采用美国据库考虑到后期的系统的联网，采用网络化数据库控系统总体软件框图如图51，主要由用户管理模块、数据采集模块、控制系统模块、系统配置模块、试验系统模块、标定和报表生成输出模块构成。在完成测控系统功能要求的同时，各模块之间力争在保持模块问耦合性弱的前提下，尽可能减少破坏单个模块的内聚，尽量做到最大化程度的高内聚低耦合，从而增强各模块的可移植性。52 国国家仪器公司出“软件即是仪器”的虚拟仪器(念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河【w。所谓虚拟仪器，实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相互补充，相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿手好戏，是传统的独立仪器难以胜任的，甚至不可思议的工作。虚拟仪器组建方案如图52所示。图52常见虚拟仪器组建方案用计算机和网络技术对传统的产业进行改造，已是大势所趋，而虚拟仪器系统正是计算机和网络技术与传统的仪器技术进行融合的产物。因此在2拟仪器将大行其道，日渐受宠，将会引发传统的仪器产业一场新的革命重庆大学硕士论文 5软件设计们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。生的程序是框图的形式，易学易用，特别适合硬件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用，可在很短的时间内掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员来说，编程就像设计电路图一样。因此，硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员们学习很短的时间内就能够学会并应用踟不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码。像等其它计算机高级语言一样，有各种各样、功能强大的函数库，包括数据采集、行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储，甚至还有目前十分热门的网络功能。试工具，如设置断点、单步等。以连续、动态地观察程序中的数据及其变化情况，比其它语言的开发环境更方便、更有效。而且一个特别重要的不同点：其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行，而语言。的表现形式和功能类似于实际的仪器，但此，品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设备的参数和功能的场合，及对信号进行分析研究、传输等场合。由于【观、易用的图形编程方式，能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能，并且用线条将各种功能连接起来，十分省时简便，深受用户青睐。与传统的编程语言比较，上的程序开发时间，其运行速度却几乎不受影响，体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品，用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。例如，用户可以将原有的带有接在一起，组成各种各样新的仪器系统，由计算机进行统一管理和操作I”J。系统软件主界面图如图53所示：40重庆大学硕士论文 5软件设计图53软件主界面图3 控制系统软件模块工具包专门为动态系统建模、仿真和分析而开发，要单独购买由于项目成本控制，笔者设计了基于计过程中，最大可能的实行模块化设计，使得31常规反馈控制的拓扑结构恰恰是这样。因此，I 解决这个问题，利用移位寄存器或本地变量将前一次循环的输出传递到下一个循环的输入中去，反馈结构简单，效率非常高。在最近发布的加了一个用于循环结构中的反馈节点作用跟移位寄存器差不多，使用起来更加直观鲫。设计增量型所示34软件设计图54 ID 2模糊通过多种方式实现：利用程序；利用用课题设计采用了方便熟悉以在可以直接调入已经存在的在1所示重庆大学硕士论文 5软件设计图55模糊控制所示。图56控制子程序重庆大学硕士论文 5软件设计54数据采集模块设计数据采集是是用以编写出强大的拟信号数据采集是用户提供了功能强大，但方便快捷的模拟信号采集解决方案541模拟量输入系统扭矩、转速、电流、温度和压力等信号都是通过数据采集卡的越端口传入计算机，由拟量输入是数据采集卡最基本的功能。一般由多路开关(放大器和采样保持电路(及模数传感器(实现。模拟量信号的采集，必须先对实际任务作估计和分类，通常有两种分类方法：按照采集数据的多少分为单点采集、波形采集以