汽车底盘测功机计算机测控系统的研究与应用.pdf

汽车底盘测功机计算机测控系统的研究与应用卢若珊1，严朝勇1一，罗振益12(1广东交通职业技术学院， 广东广州 510650；2广东省道路运输车辆综合性能检测中心站， 广东广州 510650)摘要：汽车底盘测功机是以工业控制计算机为核心的多功能测试系统，实现了不同工况、不同负荷下动力性能的连续测量，并且增加了燃油消耗的测量，采用鱼适应控制相结合的接翻方案。本文介绍了该系统的硬件、软件、控制方式以及通过电涡流测功机加载来模拟汽车行驶阻力的方法。关键谪：工、盘测功机；测试和控制系统中图分类号： 献标识码：A 文章编号：10099492(2006)080034一03盘中的传动系可将发动机的动力传给车轮，并且在传力过程中能根据汽车行驶阻力的变化起到增扭减速的作用，以驱动汽车并保证汽车正常行驶。汽车底盘测功机是检测汽车底盘输出功率及其相关参数的一种检测设备，可以检测汽车动力性、滑行性能、加速性能、车速表误差、燃料经济性及带负荷情况下排气污染的测定等。它可以取代大部分在道路上进行的佳能试验项目。随着检测技术的发展及00I营运车辆综合性能要求和检验方法等国家标准的实施，许多汽车检测站的汽车底盘测功机都需要进行技术升级改造，本文结合我站技术改造的实践，介绍汽车底盘测功机计算机测控系统的组成原理，并给出了应用实例。2汽车底盘测功机计算机系统硬件汽车底盘测功机计算机测控管理系统，采用工业控制计算机为核心的多功能测试系统。整个测控系统包括计算机、多功能控硅及其控制电路等，汽车底盘测功机采用智能测控仪表能对模拟信号和脉冲信号进行采集处理，并能输出模拟量和开关量控制信号。它的有效性可以通过嵌入计算机的应用程序来调配，也可以通过应用程序的补偿措施而得以改善和提高。底盘测功机主要的测试参数为速度、驱动力、加速时间、滑行距离、最收稿日期：2006一0316高车速等。测功机只要改变励磁电流，就可改变主动滚筒施加的阻力矩，用计算机模拟车辆在道路上的阻力；利用汽车驱动轮带动涡流测功机的转子转动，克服这种涡流阻力。汽车在底盘测功机上行驶，其驱动能对滚筒的作用力经电涡流机耦合在压力传感器上，由输入通道将信号送入计算机，与速度信号结合可测量汽车的动力性。在实际测量过程中，实测的速度信号与设定速度比较，根据偏差按一定的算法调整阻力(电涡流机励磁电流)，使车速能稳定在给定值，完成恒速条件下各种数据的测量，达到湄节励磁线圈电流的作用，改变磁场和涡流的强度，也就改变了驱动轮的负荷1。图1为测量和控制系统结构示意图。显示嚣J l f l I 冲信号采集卡 继电器输出控制卡 模拟输出控制卡 卡I l 继电l 控制l 量和控制系统结构示意图万方数据嗣3汽车底盘测功机计算机系统软件在采用工业控制计算机为核心的多功能测试系统中，检测站检测单元及业务节点采用0 统数据库采用000标准版本。应用现拓扑测系统采用+60开发系统，数据库统计采用盘测功机的应用软件由测量控制出程序、登录程序和数据库服务程序组成。测量控制出程序和登录程序与数据库的数据交换是通过数据库服务程序来完成，方便本系统与其它检测设备或管理网络连接。4底盘测功机测量的基本原理底盘测功机的测量参数一般有扭矩、牵引力、速度、距离等，下面分别论述它们的测量原理。(1)扭矩的测量电涡流测功机由转子和定子两部分组成，转子和定子间的制动力矩可由摆动的定子经测力臂传给测力传感器。电涡流测功机通过测力臂将力作用在压力传感器上，由它换成与压力成正比的电信号，经放大处理，变成0一10入A计算机采样处理得到驱动轮输出扭矩或驱动力。(2)速度测量原理试验台在进行测功、加速、制动试验时都需要准确的得到测试时刻的车速，并能连续测量。速度测量的原理如下：在驱动滚筒轴上装有光电盘，驱动滚筒每旋转一周能发出60个脉冲，而驱动滚筒的圆周长是1m，则速度计算公式如下2： ”产警=0377)式中：一滚筒半径；r3)功率测量原理电涡流测功机由转子和定子两部分组成，转子和定子间的制动力矩可由摆动的定子经测力臂传给测力传感器。当测量车速为定值时，驱动轮上的输出功率尬以 ，)、1。一弓石叉7式中：必一驱动轮扭矩(Nm)；一滚筒转速(f由于存在传动阻力等，所测得的汽车驱动轮输出功率只要比发动机实际功率小。(4)距离测量原理汽车的加速距离、滑行距离和制动距离的测量是通过驱动滚筒轴上的光电脉冲计数器来完成，滚筒每转输出60个脉冲，只要测得某时间段间隔脉冲，每个脉冲的距离为160m，通过脉冲数m)：s=鲁括001118i (3)通过上述参数及时问的测定，就可以进行预定的多项功能的测定，比如汽车等速百公里油耗Q(L100可由下式计算求得：Q=毕=罢虹 (4)式中：口。一油耗容积(1111)；m)，油耗仪在开始测量时，发出光信号，经过L入计算机并开始计算脉冲数，到消耗完预定容积的燃油时，发出结束信号，停止计算脉冲数。5模拟与控制(1)电涡流测功机控制方式恒转速控制方式。转速的设定值和实测值进行比较，比较后的差值经选定的控制方式自动调节涡流制动的励磁电流，改变涡流测功机的转速，使其等于设定值，达到所要求的控制特性3。恒扭矩控制方式。扭矩的设定值和实测值进行比较，比较后的差值经例积分微分)调节，按选定的控制方式自动调节涡流制动的励磁电流，改变涡流测功机的扭矩，使其等于设定值，达到所要求的控制特性3。(2)油耗测量的阻力模拟在道路上进行等速百公里油耗测试时，必需克服来自地面的滚动阻力毋和来自大气空气阻力凡，所受总阻力肚研凡，由汽车理论可知：，1l，2聘伊(5)“1一汽车总重，N；厂_滚动阻力系数；一迎风面积，汽车行驶速度，kmh。6应用实例我们以检测汽车等速百公里油耗经济性为例进行了应用研究。在不同的负荷条件下，调节励磁线圈的电流，改变磁场和电涡流的强度，就可以改变驱动轮的负荷，测量出驱动轮所受到的阻力和行驶百公里油耗。表1为3量阻力和等速百公里油耗万方数据与开发动机的丰田汽车在验时使用过计算机控制电涡流测功机加载实现阻力模拟，可以测量不同工况下汽车动力性和等速百公里油耗等，测量的数据较接近汽车实际行驶时的数据。(1)负荷率10时，随着速度的增加，汽车等速的百公里油耗减小；(2)负荷率25时，随着速度的增加，汽车等速的百公里油耗增加；(3)负荷率50时，随着速度的增加，汽车等速的百公里油耗减小；(4)随着负荷率的增加，汽车等速的百公里油耗测试的阻力增大时，油耗增加。7结束语根据技术升级改造的要求，本文介绍的汽车底盘测功机计算机测控系统的软硬件构成合理，性能先进、稳定，符合广东省汽车检测站的实际应用条件。实践表明，该系统能够满足00l营运车辆综合性能要求和检验方法等国家标准的要求。进行汽车底盘测功和等速百公里油耗经济性检测时，克服了以往检测不稳定、工况点寻找不准等缺点。参考文献：1左铭旺，等多功能汽车底盘测功机J工业仪表与自动化装置，2001(6)：8一112姚锡凡。等汽车行驶阻力的计算机模拟及其在底盘测功机的实施J新技术新工艺，2000， (2)：3姚锡凡，等汽车底盘测功机的计算机辅助测试与控制系统J华南理工大学学报(自然科学版)1997， (10)：88934余志生汽车理论M北京：机械工业出版社，1989第一作者简介：卢若珊，女，1963年生，广东揭阳人，大学本科，讲师。研究领域：汽车运用工程。(编辑：梁 玉)+”+”+”+“+”+一+“+一”+一+”+”+一+一+一-+一一+一-+一(上接第25页)想创新、管理创新、制度创新，在信息化推进过程中必须对现有管理模式、组织机构、管理制度、运行模式进行创新和改造，由低层次的感性管理模式、经验管理模式转变为高层次的计算机管理模式。(5)成长型中小企业应该分步实施信息化中小企业应根据实际情况，制定企业信息化的分期分阶段实施计划，确立每期每阶段的任务和目标，例如，首先在个别部门开始应用，从计算机单项应用、局部综合应用、整体综合应用到无纸办公，待大部分部门数据信息化比较成熟后，再考虑网上协同设计、集成制造、虚拟制造、网上采购、网上营销、电子商务等。所以，中小企业要紧紧围绕以效益为中心，采取阶段发展、逐步推进的办法，最终实现全面信息化。(6)整合成长型中小企业内部资源中小企业尽管规模不大，但其内部资源依然呈现小而全的特点，要加快信息化建设的步伐，就需要大力对其内部资源进行必要的整合。重视人才的培养与储备企业信息化成功与否，很大程度上取决于自己的技术和管理人才。要通过各种形式、不同程度地使企业全员接受相关理论与方法的培训教育，使新的信息理论知识、创新思维与已有的自身业务相结合，促进生产经营、管理决策的创新和优化。同时，招聘高层次人才，有条件的应设立信息主管和专门的信息部门。积累资金求生存发展最主要的是靠自己。在资金投入上，企业可以增收节支，想方设法增加对企业信息化的投入：如从大型技改项目中拨出部分资金用于信息化建设、采用分期付款等优惠方式。借助外力触网为降低上网费用，可与其它中小企业组合，联合租用数据专线上网，并在因特网上制作联合主页，方便访问者查询。也可借助他人网站提供的成熟的网上商城为己所用，实现电子商务。5总结中小企业信息化是提高企业管理效率、生产效率、降低经营管理成本的需要，是充分利用现代信息技术、实现信息共享、提高管理水平的手段。目前，中小企业信息化尽管还存在着资金不足、生存率低、资信度差、融资渠道少、融资难度大等种种问题，但中小企业信息化的趋势是不可逆转的，这是变革的必然性选择。参考文献：1瞿群臻我国中小企业信息化的思考J齐齐哈尔大学学报，2001。(11)2曲建文浅析中小企业信息化的制约因素J宁夏大学学报，2002，(6)3戴永务等中小企业信息化问题的探讨J情报科学，2001，(3)4黄骁俭等中小企业信息化与北京：机械工业出版社，20045 业信息化管理导论M北京：清华大学出版社20016作者简介：王燕芳，女，1978生，山东曹县人，大学本科，助教。研究领域：自动控制技术。已发表论文6篇。(编辑：吴智恒)万方数据汽车底盘测功机计算机测控系统的研究与应用作者： 卢若珊， 严朝勇， 罗振益， 卢若珊,东交通职业技术学院,广东,广州,510650)， 严朝勇,罗振益,东交通职业技术学院,广东,广州,510650;广东省道路运输车辆综合性能检测中心站,广东,广州,510650)刊名： 机电工程技术英文刊名： (期)： 2006，(8)被引用次数： 3次参考文献(4条)功能汽车底盘测功机期刊论文001(06)车行驶阻力的计算机模拟及其在底盘测功机的实施期刊论文000(02)车底盘测功机的计算机辅助测试与控制系统期刊论文然科学版) 1997(10)车理论 1989相似文献(3条)风和 007制度的关键技术。本文通过理论与试验研究相结合的方法，重点研究了术和应用问题，研究成果具有理论意义和实际工程应用价值。通过对汽车道路行驶阻力和汽车在底盘测功机上运行的动力学分析，建立了底盘测功机模拟汽车道路行驶阻力的数学模型。根据汽车驱动轮在道路上行驶时和在底盘测功机上试验时在相同的驱动轮驱动力变化生相同的汽车驱动轮瞬时角加速度的原理，建立了通过加载扭矩增量汽车在底盘测功机上进行过阐述汽车排放主要污染物的生成机理和影响因素，说明了控制据行了建的业控制计算机、整流调压装置和司机助等组成，系统总体采用人机复合控制策略。通过理论分析和试验研究，阐明了电涡流测功器吸收扭矩同时受励磁电流和转速影响，参数非线性、时变和响应速度慢的性能特点，提出了电涡流测功器控制用吸收扭矩的稳态和动态特性模型。设计了了降低底盘测功机转速变化对电涡流测功器吸收扭矩控制的影响，提出了用预测控制和解耦控制的理论和技术，设计并开发了基于有模型增益系数和解耦功能的型增益系数改善了系统控制的鲁棒性，提高了系统对被测车型和测试条件的适应性；采用车速反馈预测补偿解耦，有效降低了用+两种高级程序语言相结合的方法，设计和开发了进行了试验。试验结果表明，系统方案合理，总体设计可行。泉明 全封闭交流异步电力测功机系统研究 2005变速箱等传动机械是汽车和工程机械的关键设备，应用非常广泛,其性能直接影响到汽车、工程机械的动力性、经济性和可靠性。由于国内近年来汽车与工程机械发展迅速，对于变速箱性能测试的要求也不断提高。本文重点研究用于变速箱性能测试的全封闭交流异步电力测功机及其控制系统，在详细分析测功原理的基础上，深入研究了测功电机运行状态、数学模型及矢量控制基础理论、控制系统硬件设计、系统控制策略及软件实现等内容，完成全封闭交流异步电力测功机控制系统的开发。本文以电力测功机为中心，分析了测功系统工作原理及稳态工况下系统各主要转矩量之间的关系、测功电机运行状态。从异步电机矢量控制基本思想入手，详细讨论矢量控制调速原理，利用坐标变换得出测功电机不同坐标系下的数学模型与运动方程，实现异步测功机的转矩、磁链解耦控制，从而保证测功系统的动态响应能力。通过分析系统控制动态过程，提出以模糊控制器为核心的转速转矩闭环控制方案，具体研究了模糊控制器的组成、结构及其设计与实现，同时将底盘测功机模拟道路测试的方法引入到变速箱性能测试中