（载运工具运用工程专业论文）汽油机瞬态试验台架——几个基本问题的探讨.pdf

摘要 近几年来，我国汽车产业迅猛发展，汽车开始进入家庭，并且在国民经济建 设和人民日常生活中得到越来越广泛的应用。随着大众对汽车性能要求的提高和 环保法规的日趋严格，设计研发一种能够再现实际行驶工况下汽车发动机所处瞬 态工况的试验台架，以期提高发动机的输出功率、油耗、排放、噪声等性能，就 具有紧迫性。 目前国内还不能生产发动机瞬态试验台架，虽然国外己开发了先进的发动机 瞬态试验台，具有很好的综合性能，但其价格昂贵。因此，开发一种低成本的发 动机瞬态试验台架，具有现实意义。 基于以上考虑，本论文依托国家自然科学基金项目“基于符号时间序列方法 的汽油机瞬态排放特征分析，编号：5 0 l7 6 0 0 6 ”，对汽油机瞬态试验台架的两个关 键子系统( 节气门瞬态控制器和瞬态测功机) 作了探讨性研究。研究结果表明，所 做的工作可用来指导汽油机瞬态试验台架的设计工作。 论文首先概述了汽油机瞬态试验台架研制的意义、现状及瞬态试验台架的基 本组成与功能，接着分析了汽油机瞬态工况的概念和典型瞬态工况，然后运用运 动控制卡一步进电机系统设计了节气门瞬态控制器，最后就改善电涡流测功机响应 特性的可行控制方法作了初步探讨。所做的工作取得了下列结论：( 1 ) 根据实际行 驶情况，对汽油机的主要瞬态工况作了分类。( 2 ) 实测表明，节气门瞬态控制器能 够准确控制节气门开度、匀速转角速度与匀速转角加速度，实现对驾驶员操控节 气门的仿真。( 3 ) 提出改进型测周法，克服了汽油机瞬态转速检测中两种传统检测 方法( 测频法与测周法) 的不足，并给出硬件实现方案。( 4 ) 提出的基于电涡流测 功机神经网络非线性动态模型预测控制方法，是改善控制特性的可行途径；通过 对电涡流测功机简化动态模型建模仿真，验证了e l m a n 神经网络用于响应特性动 态建模的有效性，并将平移不变的小波包理论应用于神经网络训练样本去噪，获 得了较为理想的效果。 关键词：汽车状态智能监测与故障诊断；汽油机瞬态试验台架；仿真：节气门瞬态控制器 瞬态转速；电涡流测功机；预测控制；e l m a n 神经网络；平移不变的4 、波包去噪 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fo u r c o u n t r y sa u t o m o b i l ei n d u s t r yi nr e c e n ty e a r s ， a u t o m o b i l eh a se n t e r e di n t of a m i l i e sa n db e e nw i d e l yu s e di nm a n yf i e l d so fn a t i o n a l e c o n o m i cc o n s t r u c t i o n sa n ds o c i a ll i v e s w i t ht h e i m p r o v i n gr e q u i r e m e n t s o ft h e p e r f o r m a n c eo f t h ea u t o m o b i l ea n dt h ee m i s s i o nr e g u l a t i o n s ，i t sav e r yi m p o r t a n ta n d p r e s s i n gt a s k t o d e v e l o pe n g i n et r a n s i e n ts t a t eo p e r a t i o nt e s t - b e dt o a c h i e v eh i g h e r p e r f o r m a n c eo fo u t p u tp o w e r ，e x h a u s te m i s s i o n s ，o i l c o s t ，n o i s e s ，e t c a tp r e s e n t ，t h ee n g i n et r a n s i e n tt e s t b e dh a sn o tb e e na b l et op r o d u c ei nd o m e s t i c e n t e r p r i s e s ，b u t i no t h e rc o u n t r i e s ，t h e e n g i n e t r a n s i e n tt e s t b e dw h i c hh a s g o o d i n t e g r a t e dp e r f o r m a n c eh a sa l r e a d yb e e nd e v e l o p e da n di sb e c o m i n gm o r ea n dm o r e m a t u r ei nd e s p i t eo fi t sh i g hp r i c e s oi ti s e x t r e m e l yi m p o r t a n tt od e v e l o pak i n do f l o w p r i c ee n g i n et r a n s i e n tt e s t b e d b a s e do nt h er e a s o n s a b o v e ，s u p p o r t e db y t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n a l y s i s t o t r a n s i e n ts t a t ee x h a u s to fs p a r k i g n i t e de n g i n e sb a s e do nt h em e a s u r eo fs y m b o l i c t i m es e r i e s ( n a t i o n a ln a t u r es c i e n c ef u n dp r o j e c t ，n o ：5 0 1 7 6 0 0 6 ) ，a ne x p l o r a t o r y r e s e a r c ho nt h et w o k e ys u b s y s t e m s ( t h r o t t l e t r a n s i e n tc o n t r o l l e ra n dt r a n s i e n t d y n a m o m e t e r ) o fg a s o l i n ee n g i n et r a n s i e n tt e s t b e d ( g e t t ) w a sc o n d u c t t h er e s u l t s o ft h i se x p e r i m e n ti n d i c a t e dt h a tt h er e s e a r c hc o n c l u s i o n sc a nb eu s e dt oc o n d u c tt h e d e s i g nw o r k so f g e t t f i r s t ，t h er e s e a r c hs i g n i f i c a n c e s ，c u r r e n tr e s e a r c hs i t u a t i o n ，e s s e n t i a lc o m p o n e n t s a n df u n c t i o n so fg e t tw e r es u m m a r i z e d t h e n ，t h ec o n c e p t s a n dt h e t y p i c a l c l a s s i f i c a t i o n so ft r a n s i e n ts t a t eo p e r a t i o no fg a s o l i n ee n g i n ew e r ed i s c u s s e da n dt h e t h r o t t l et r a n s i e n tc o n t r o l l e rb a s e do nm o t i o nc o n t r o l c a r da n d s t e p p e r m o t o rw a s d e v e l o p e d a tl a s t ，ap r i m a r ys t u d yw a sd i s c u s s e da b o u tap r a c t i c a b l ec o n t r o lm e t h o d w h i c hc a ni m p r o v et h er e s p o n d i n gc h a r a c t e r i s t i c so ft h ee d d yc u r r e n td y n a m o m e t e r ( e c d ) s o m er e s u l t sa r eo b t a i n e di nt h ep r o c e s so f t h er e s e a r c h e s ：( 1 ) a c c o r d i n gt o t h eg a s o l i n ee n g i n ep r a c t i c er u n n i n gc o n d i t i o n s ，t h em a j o rt r a n s i e n ts t a t eo p e r a t i o n s a r ec l a s s i f i e d ( 2 ) t h ee x p e r i m e n tr e s u l t sa n dt h ea p p l i c a t i o n ss h o wt h a tt h ep o s i t i o n ， a n g u l a rv e l o c i t ya n da n g u l a ra c c e l e r a t i o no f t h et h r o t t l e sr o t a t i o nc o n t r o la r ei nh i g h p r e c i s i o n a n d t h ea c c e l e r a t o rp e d a lo p e r a t i o nc a nb es i m u l a t e d ( 3 ) t h ei m p r o v e d p e r i o dm e n s u r a t i o np r o p o s e di nt h i sp a p e ro v e r c o m e s t h es h o r t c o m i n g so ft w o ( p e r i o d m e n s u r a t i o na n df r e q u e n c ym e n s u r a t i o n ) t r a d i t i o n a lm e a s u r e m e n tm e t h o d s ，a n dt h e s o l u t i o n so fr e l a t i v eh a r d w a r es y s t e ma r ep r e s e n t e d ( 4 ) t h ep r e d i c t i v ec o n t r o lb a s e d o nn o n l i n e a r d y n a m i cn e u r a l n e t w o r km o d e lo fe c dp r o p o s e di nt h i s p a p e r i sa p r a c t i c a b l e c o n t r o lm e t h o dw h i c hc a n i m p r o v et h er e s p o n d i n gc h a r a c t e r i s t i c s ：t h e e f f e c t i v e n e s so fe l m a nn e u r a ln e t w o r ku s e di n r e s p o n d i n g c h a r a c t e r i s t i c s d y n a m i c m o d e l i n g i s p r o v e db ys i m u l a t i n g t h e s i m p l i f i e dd y n a m i cm o d e l o fe c d ，a n dt h e r e l a t i v e l y i d e a lr e s u l ti so b t a i n e db yu s i n gt r a n s l a t i o ni n v a r i a n tw a v e l e tp a c k e tt o d e n o i s et h el e a r n i n gs a m p l e so fn e u r a ln e t w o r k k e yw o r d s ：s m a r t c o n d i t i o nm o n i t o r i n ga n df a u l td i a g n o s i n go fv e h i c l e ；g a s o l i n e e n g i n et r a n s i e n tt e s t b e d ；s i m u l a t i o n ；t h r o t t l et r a n s i e n tc o n t r o l l e r ；t r a n s i e n tr o t a t i o n s p e e d ；e d d y c u r r e n t d y n a m o m e t e r ；e l m a n n e u r a l n e t w o r k ；t r a n s l a t i o n i n v a r i a n t w a v e l e tp a c k e td e n o i s i n g l l i 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导f 独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名 ( 司客、 日期：v 呻哗年v 月叩日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本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 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密囱。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名： 导师签名： 阀字誓 了舀韵 日期：w 侔 臼期：仉* 年 午月- z , o 日 4 月伽日 第一章汽油机辨态试验台架 1 1 研制汽油机瞬态试验台架的意义及现状 1 1 1 研制的意义 近几年来，随着我国汽车产业的迅猛发展，汽车开始进入家庭，汽车在国民 经济建设窝a 氐疆鬻皇淫中褥劐越来越广泛斡瘟爰，但是汽车汽漓规接敖所造戒 的污染对人类及环境的危害趟来越大。因此，汽油机性能的优劣对社会发震有极 大的影响。 涵颞汽浊瓤磷究戆历史，以往每顼敬良鹫麓的效巢谔赞大帮锋黯菜一特定工 况徽能的改善，事实是在邋路上行驶的汽车6 0 8 0 f l l 的时闯是处予聪动、 加速、减速等过渡工况，即瞬态工况。在瞬态工况时，汽油机所表现出的性能称 为汽涵规舞态靛戆，此时，汽溜极的输感功率、浊糕、撑敷、噪声等都将镯离稳 态瞧能，真实反映汽油机性能指标的是瞬态性能丽非稳态性能。经验指出锑l ；一台 按稳态工况指标设计良好的汽油机，在实际运行中往往得不到所希望的指标，原 因楚在设计中只注重稳态憋戆，忽略了瓣态蛙能。因戴，对汽演枫孵态性熊的研 究鼹有重要酶现实意义。 在汽油机测试技术的发展过程中，最先是在稳态运行工况下通过采用机械式 传感及记录设锈来完藏试验数据豹测爨与记录，汽油机豹测试都是在零翅憩试验 台綮上稳态遣进行。这静农稳定运转工况下进行汽油祝各种参数测量的方法已不 适应对汽油机在瞬态工况下运转情况的研究，汽车的开发和设计迫切需要一种能 直接模拟汽车在遴跨实际行驶时汽酒枫所处的孵态运行工况并能对各釉参数进行 动态测量的试验台架装嚣。在汽涵梳套裟瞬态试验过程中，试验可按阍一媲范透 行比较和重现，能很好地进行质量检骤，大大节省了新产品的研制时间，而且排 除了驾驶员的技术差异和汽车传动系的影响，试验结果更可靠，测试精度提茼， 试验费用节省，所浚，往黥优良静瞬态试验台成为戮究汽注穰瓣态淫麓酶熬继帮 先决条件。 为了研究汽油机瞬态工提与瞬态排放等瞬态性能的需要，国外已开发了先进 的汽涟辊动态试验台，髓够实褒道路负载仿真帮驾驶爨仿真，露较好熬综合往麓， 但价格昂贵。谯i 于目前国内没有汽油机瞬态试验台生产，因此，开发一种符合国 1 情、低成本的汽油机瞬态试验台，具有现实意义。 1 1 1 研制的现状 2 0 世纪7 0 年代，国外一热研究机构及公司开始研究开发汽油机动态仿真实验 系统，借助于不断邋新的计辫机技术和现代控制理论，经过几十年的发展，在仿 真内容、控制方法及硬件配器等多方覆逐步趋于完善，已步入实耀除段，硬铡藏 带有离精度自动擦制系统的汽油祝动态试验台架系统，如德国串究公司( s c h e n c k ) “d y n a s - d c ”系统、奥地利李斯特公司( a v l ) “p u m a i s a c ”系列，德国西门予公 司( s i e m e n s ) 的“c a t s ”系列等。这些计簿极控制的动态试验台架，在测功枫方 面，蛰遗采用交流电力测功褫，各个系绕缝成部分都共有足笛赢鹃响应速度稀缀 小的非线性失真，可模拟汽车行驶时汽油机所处的瞬恣工况，可利用计算机程序 控制对汽油机进行预置设计方絮的运转控制及把与汽车道路试验姻同的负萄加载 到汽漓枕上，可对备萃孛参数遗行测量著纛接在试验台黎上进幸亍数攒处理或逶过阏 络向上位计算机倦送试验数据，有较好的综合性能，傻价格昂贵。 j 霾几年，国内的一些生产和科研单位也开始关注汽油机瞬态试验台架的研究 与开发“1 ，餐这方蟊斡研究工俸还穰不藏熟，有褥予逑步的开发。 我国早在7 0 年代就开始研究交流电力测功机” 。1 9 7 2 年，天水电气传渤研 究所与天水柴油机厂合作，研制了交流测功机。1 9 7 3 年，上海农业药械厂( 现名上 海内燃辍慧厂) 霸一辊部洛粥设计院台 乍，耢稍了一辩交流溺功瓠，装备了1 5 套 柴油机出厂试验螽。1 9 7 4 年，湖南大学开始研究交流电力测功机，近年来在“异 步方絮”的基础上研究成功“同步方案”测功机。目前，湖南大学电力测功机研 究繇与濑潭毫辍厂合 睾，繇镄交漉交额惫力嚣功橇稻双镶毫力溺功瓿。尽警嚣羲 国内已有电力测功机的生产与应用，但都是5 0 撕以下的小功率测功机，还不能 满足汽油机试验的功率要求。 瓣嚣国内藐够生产与壤鲻懿徐椿便蹙、技术鞍竞邋静电添浚溺功撬，鑫予控 制响成特性差，不能准确、及时的加载，不适宜直接用于瞬态试验台。为了开发 低成本汽油机瞬态试验台用测功机，国内在这方面进行了探索，通过改进电涡流 溺功稳懿控割方法寒改善其豌巍特洼。蠢深雳专家p i d 控髑、多步动态矩箨鞭溺 控制等方法改落了响应特性，但效果膏限，还有待于进一步的研究。 1 。2 汽油枧霹态试验台絮蚋基本构成、功能及试验方式 1 2 1 基本构成 瓣态试验台鏊本上妇鲻游分缎戡：瓣态测功飘聚统，节气门瓣态控铡鞭，控 裁秘诗舞零麓熬掌摸型、禚漤、嚣髯稳豢缆驭及效携溅垂致糅魏设餐 0 ) ； 节气门位置不变( d k e = 0 ) ： 爨黼孛速嚣耱薅嚣经豢依次发生，鼓嚣是疆籀遗露懿瑟个辩段，帮撼遮镪臻 薄寂节气门麓嚣囊过程，麓逡避程瓣审灏毅器绣嚣粼是在繁气门绶嚣苓变魏潺獯 下避嚣的。 蛰节气门强震藏枣( d k 。 兰汽浚撬蠢囊转速下罄辩蕊) ：霹囊鸯鬻下三露蘩凌t 圆节气门歼凌增勰，受蓊显落漤嬲d r 。 o ) ： 节气门饿溉不变，负荷增加( 。，* 0 ) ； 苗气翔开菠滚多( 蚂o 。 ( 3 ) 当曲辅转速一定( d n = 0 孵掰港现潋下两种情澄； 节气门开启，负荷增加( d k 。0 ) ； 节气忍嚣装蘸乡，受簿箍枣鹤。 汽车下竣竣褒乎路土嚣鼗辩，蕊奁溱誉努枣黪舔挂搀，汽渣爨黪瓣粒褚遮餐 较懑；嚣节气门簿豫餮在惑溪开发，送糨王援穗乏凳强裁叁遽王藏。强制感涟工 滋黪姆蘸是苇气羹蓬嚣，莠羡燕强濑魏麓转臻。专豢鹱塞建王疑繇袋系瀚瀵浚蕊 糕肖璇下死黏；旗囊蘩互搽遵渡戮深秘蒜滚王嚣d k 。 0 ，d k 。 0 ) ；从强制慰滤= = ；= 况过渡到惑遮工况( 却幽 0 ，d k d m 0 ) 。 黻粼懑遮溪可毙发生在真瀵撬熬辘骚越瓣燃漪，氇霹耱发生在熬瓣转遴下辫瓣。 第三肇基于运动控制卡的节气门瞬态控制器的研制 3 1 研制目的及总体方案 3 1 1 研制因的 汽油机瞬懑试验台架需拦一种节气门瞬态控制器，能够实现两种控制功能： ( 1 ) 透过精礁靛裁苇气门嚣瘦、匀速转怒速疫与匀速转角趣遮发，实魂靖鬻驶员 操控节气门动作的仿真；( 2 ) 实现节气门一汽油机转速瞬态控制。目前国内汽油机 自渤化试验台架的节气门控制器只有对节气门开度、汽油机转速等稳态参数的控 裁功能，不能实凌汽澶捉豹溪态工况羧测。另癸，趣本文依托瓣电喷汽油瓠瓣悫 排放科研课题中“，也需鬻这种节气门瞬态控制器。由于条件限制，本章只针对 第一种控制功能，运用运动控制卡一步进电机控制系统研制节气门瞬态控制器，成 功实现了节气门牙度、匀逮转霆速度与匀速转热船速度静精确按铡；有关节气门一 汽漓桃转速瞬态控制功能，留待以后功艟扩展，本鬻3 6 节只就汽油机瞬态转速 的榆测作初步研究。 3 ， 2 ，睦麓要求 节气门瞬态控制器的性能要求： ( 1 ) 节气门开度控制 盖一b ( a 雪：蠢，嚣1 0 0 嚣) ； b a ( a b ：a ，b 1 0 0 ) 。 一，占为节气门歼度任意他置。 ( 2 ) 节气门匀速转兔速度控制 全行程时窝0 1s ； 节气门匀速转角遮麓v 可变范围：0 。s ( 3 7 ) 则步进电机运行频率需采用图3 3 所示的脉冲频率控制，纵坐标是脉冲频率。设 v ( f ) 、p ( f ) 分别为对应时间采样点的脉冲频率与步数，由运动方程得： 呻，七一孔一篇葛 s ， v o = 1 以f ，一爿p f 。)r ；! ，：j 3 8 p c r ，= a t 2 ，j 三a 。一，：，： 旭黟! ( 3 9 ) ，【r l ，2j 式中：口为指定频率变化率，脉冲秒2 ；a 为系统容许的最大频率变化率，脉 冲秒2 。 图3 3 中时间对应的脉冲频率v ( 6 ) 由下式得出： v ( t 1 ) = a t l p 2 口? 7 2 + ( f 2 - t 1 ) + ，a ( t 2 一1 ) 2 7 2 ( 3 ，l o ) f 2 一，i = ( v ( t t ) 一) a v ( ) 0 式中：v o 为系统容许的最大起动频率， v 脉冲秒；尸为目标步数，脉冲数。 3 4 软件设计 3 4 1 软件设计的思想和原则 0 软件是控制器的关键。设计一个 控制器系统，在硬件平台确定之后， 就可以通过设计不同的软件，实现不 同的控制功能。 f ，如r 雕e | ) p 图3 3 匀角加速度脉冲频率控制 在设计、实现控制器的软件系统时，需要考虑众多因素，如硬件要求、计 算机硬件条件、操作系统种类、软件是否建立于开放的结构、是否需要编程经 验、能否方便扩展功能等。 第一是要考虑用户要求，方便用户使用。除了遵照台架试验的规范外，设 计时应始终把用户的需求作为出发点。例如，在试验进行过程中，如果出现异 常情况，应该允许用户通过操作计算机关闭节气门，强制发动机返回怠速，防 1q 止出现意外。 第二是软件的可操作性、用户界面的可视化效果骚好。应该考虑到本软件的 霞臻蠢不是计算辍方嚣豹专家，可甏霹谤舞辍知识了勰不多，瓣魏较 孛匏绶掰 应该方便，使实验人员较快地掌握本软件的使用，从而保证试验效率和试验质 量，也便于本系统的推广。 第三是应该袋髑摸块纯竣诗方法。模块纯绩搀爨掰有设诗魏好豹软件系统 的基本特点，任何一个大的程序系统，憨是由若干功能相对独立的模块组成。 好的软件结构应能体现自顶向下的控制方式。 篱嚣是软件瓣爵维护挫。设计过程中要考虑将寒进雩亍软 孛缎护款需要，包 括修改一些设计上的缺陷，对系统的功熊送行改进和扩充等。 3 4 2 软件设计 繁气门溪态麓髑器豹鞍俘系缓是以v is u a le + 6 0 乍为开笈工具，采耀落 向对象的程序设计方法，在w in d o w s9 8 下进行设计。利用w i n d o w s9 8 支持多 圈3 。l ow i n d o w s 控鞠较 串用户嚣嚣 臣务、多线程酶莛好链力，对繁气门瓣开凄、转受速莲与转受热遮壤避嚣控藩l 鞫对繁气门凝态实薅显示。控锻器翳番耱控裁功藐均自较 争绩箍实蕊，霭3 4 、 懑3 ，5 是较侔系统设诗鹤总体疆爨与主程序流程图，具体功琵设计晃辫3 6 蓬 3 9 ，分别是四个子功能模块的流程网，参数设置见强3 t 0 用户界面所示。 凿3 4 萤气弱瓣态控澍器袭箨系统薏薅疆强 甄3 5 烹程序流程罄 |蛹惫停库函数 0 i调返回赋点函数 圈3 。6 惫箨模头滚稷臻 豳3 7 旋转速度控制模块流稷图 l调显示控件函数 图3 8 实时娃示模块流稷圈 ll | 块逮运行8 0 度1 i冈 否 0 是 划 l 跨算 亍程 沁否 0 建 。i l 行程保存i 0 是+ 行程+ 0 i 度 调返霹原点函数 上 图3 9 蜜际行程测试模块流程图 节气门实黼行程测试功能是为遥戍不同豹汽油机或进行汽油机怠速溺整后 节气门实际行程发生交化褥设置，纛簧在控涮器安装谲试融或汽澹辊薰耨调整 怠速后运行一次，测出节气门从怠遮到满开度时步进电机所需的总脉冲数。正 2 3 品中 鬻搂蠲瓣不霖运牙测试功毙。 繁气门开度突霹显示功貔袋蠲a c t iv e x 毅术开发。毙缀鹞蠹穗苇气门开发、 转臻逡爱及转囊黧速度转变为敬；哮麴个数与频率受纯，爰馕器黢镧卡，控锻软 件根据反馈数据驻形象、生动豹指针劝灏和数显将节气门动捧状惑澎蕊她撼示 于用户界面。 熙越基予疆i n d o w s 系统、磷囱翳臻豹可蕊纯缡程环缓v c + + 6 。0 开笈汽演蠛节 气门控制器的控制软件，其裔与w i n d o w s 系统最佳的兼容性”5 。，具有黼澎化的 用户操作界面，形象、直观、容易使用。采用多线糕编程技术，保i 正步进电机 控制酌实时链积搽睾系统运行黥多强务性，郄慕项镁努不会独占p e 枫，熊黼时 及时镳嗡应焉户豹其毽命令，如急静遗隧怠速命令等，酷及p e 氍溺辩运行数据 袋蘩等其它控嗣糕葶。 3 ，4 + 3 软嚣谩诗麴一些实臻技零 3 ，4 3 1 多线程 对实对系统进行控制靛软 譬，往镶襄求同时完成黧形界西生娥、控捌辫法计 算、i o 通信、数据管理、意外处瓒等任务，w i n d o w s 的多线程栽力为实磷这稀并 行性撮供了良好的解决方案。节气门麟悉控制器控制软件采用多线程技术蜜现节 气门掇裁的同时遴李亍实对显示与急襻簿操作，提高了系统运行豹实时憋与安全性。 g e t d g i t e m ( i d c s t a r t t e s tb u t t o n ) 一 e n a b l e 霉i n f l o w ( t r u e ) ； 禁鼯停止按锺 d o w n e r 一 g e t d l g l t e m ( i d c s t o p t e s t b u t t o n ) 一 e n a b l e w i n d o w ( f a l s e ) ： r e t u r n0 ；结束急终王 萋线程，遮强主线程 3 。4 ，3 2a c t ；v e x 控侔技术 控制软件如粜能根据反馈数据以指针动画将节气门动作状态显示在用户界 瑶，人机器耍将熙翱形象、惠观、生动友好。以强形方式进季亍数攥信息豹表达、 显示，其妻囊链辩形象瞧是装怒方式懿文字接述或数攒表格显示骶不麓及麓。就 外，节气门状态鼹示较高的察时性还要对乏图形画面响应时间尽可能短。在实际的 强形歼发工佟中，由子数据、袭达形式备异，以及些专业性强、具商一定特殊 往静溺形，要较好逡实蕊并嚣瑟事，采薅蘧彝对象方法来开发窝形系统可戳在缀 大程度h 避免重簸开发。基予以上种种露际图形功能开发中存在的问题和刁i 飚， 本文戏爨a c t i v e x 技术的掏 牛野发释决方寒，翅豫显示功能独立予其他动能模块， 提蕊系统开发效率，荠使英遥稻子蠢静不两编翟语畜系统，翼器嶷努懿兼察憔帮 可移丰盥性。 ( 1 ) a c t i v e x 技术及其意义 麓擎建嚣，a c t i v e x 是一释髂系嚣穗，它竞许捷耀不霹黎程语言开豪豁软谗 组件狂网络环境中相互操作。a c t i v e x 体繇结构使用了m ic r o s o f t 的组件对敦模型 及分蠢式组件对象模型标准c o m ，允许不嘲的组件对魏实现本地棚豆交谈。a c t i v e x 弓l a 了“较 孛缀传”这卞薪橇念，瑟不必薅将奄藏软件编写臻一令大型、竞凳显 独立褥行的程序。为了能使软件完成更大疑复杂的任势，现在可将它分割成强小 的模块，这种模块便是“组 拳”，各组件的寒旨是完成特定的任务。组件的发胜方 瘫是麓踌应霜程序、跨平台、跨霹络运箭。缓簧对象技零将镄褒浚变器蓠歉传生 产开发的模式，缀件专业化擞产厂家将大鼹出现，就浆硬件的专业板卡生产厂象 2 8 样，用户将大量购买软件组件( 当然亦可自己开发) 来构娥自己的应用系统。对 予茬铡镁壤憋王程爨，键翻往往不是编程专家，掰瑟l 强熬莠不是懿穗髑复杂弱缡 程语言编写应用程序，而是如何在一个十分方便的开发环境下，最快捷地组建自 己的控制系统。有了a c t i v e x 控件的支持，不仅节省时间、资金，还可提高工作 效率。a c t i v e x 控馋技零佟为褪馋软 睾技术戆獒整代表，广泛应用子款传开发矮域。 事实上，构件软件技术的思想体现了未来操作系统的核心恩想之一，墩是现代软 件开发提倡的一个重要标准和方向。 a c t i v e x 控辞是a c t i v e x 缝l 孛孛戆一令子集。开发者校攥援蓬使壤稳痔设诗语 言创建a c t i v e x 控件。a c t i v e x 控件是程序的自包含片断或独立的缀件。由于 a c t iv e x 是一种开放的技术，因此开发者可以在蕻他程序，甚至用其它语言编写的 程序中重麟这些a c t i v e x 控臀。铡魏，可以将个爰v b 缡写斡控件接入鼹v e + + 编写的程序中。这种重复往用和裔包含的本质来自于微软翼早的面向对象应雳程 序研究，即对象链接与嵌入( o l e ) 标准。事实上a c t iv e x 控件即是由原来的o l e 控 馋或o c x 羧传恧发展或为现在能够逛行在w e b 疆藤上匏软件缀l 牛。 使用a c t i v e x 控件的方法和馒厢原来的o l e 控件一样，它傈留了人们熟悉静 属性、方法和事件，通过修改控件的属性( 程序设计时或运行时) ，调用控件的方 法，在控l 牛戆事 牛中热入程序代秘，就可以方便媳组建应用耀序。a c t v e x 技术蛉 最大优势就在于现存的大量a c t i v e x 控俘可骰开发者调糟，以最少熬时间最轻松 地构造程序。a c t i v e x 控件可以自己开发，目前的开发工嶷有v b 、v c 十+ 、d e i p h i 等。 一个标准a c t i v e x 控件逶常基肖以下特往： 事件触发：控件通过触发事件通知控件容器某些特定事件的发生，例如点 击鼠标秘键纛数据输入镣； 鲁动纯：a c t i v e x 控俘通过实现属注帮方法集来支撩鑫动纯。藩链秘方法爝 于控制a c t i v e x 控件的外观和特性，并可以由饭何容器访问； 属性页：a c t i v e x 控件含有属性页，在控 牛的设计阶段t 通过属性页可毗自 由设黉属瞧； 永久性( 持续性) ：a c t iv e x 控件可以将属性和方法的状态保存为流式文件， 保存的状态用于初始化控件的新实例或恢复控件为原来的状态： 哥移植性：洼l 予a c t i v e x 羧 争结合了o l e 功雏嚣戆被藏入任罚控， 牛容器中 并正确工作，使得它熊够为各种不同的编程语言系统和开发工具所兼襻并使用， 姐v b 、v c + + 、d e l p h i 等。 ，母 a c t i v e x 控件容器通 常是开发编译环境中的 窑霹裔髂、对话撰等， 控件与控件容器之间的 通信如图3 1 1 所示。 a c t j v e x 一一 a c t i v e x l 接谗誊嚣 整搏 图3 1 l 控件与控件容器通信示髓图 a c t i v e x 接待避过事 件如鼠标移动、键盘输入、控件状态改变游，遂知容器菜些事 串瓣发生，容器鲻 通过设溉属性和调用方法来实现与控件的通信。以c o m 为理论规辩的a c t i v e x 控 搀，佟为一令稼臻c o m 对象，与霆淘对象方法孛舔对象其有麴叛之处，氇差嬲也 鹱显，相比之下，秘者更注羹对象酶井部棱霹( 黑藕方法) 雨菲内部实现缀节( 崮籍 方法) ；其次，a c t i v e x 控件提供的是二进制对象而非滁代码，并n 不受编程语言 环境瓣隈裁，曩备楚麓豹可靠性。嚣为是独立模块( 部饽) ，其维护也是独立的， 嚣丽能鼹好途稳定斑滗软译静艨量。 ( 2 ) 控件对缘的使用 开发戆强影控 夸霹瑷在包攒v e 在内的蚤静编程开发蠲境中搜嗣，例如在使罔 d e l p h i 或p o w e r b u i l d e r 斡工程麓密露中餐耀该控 孛。逶过提供麓袢对象躲丰富蕊 性和大照方法，可以轻松实现满足实际需螫的图形功能。可以在设计阶段使用属 整夏黠控饽对象的属性进霉亍设擐，或者通过少量编稷( 调用其方滋) 在系统运行对 籁动态菠变蘸蛙。 下面便是节气门实时显示线程中调用控件对象方法的代码( 控件对象变擞名 为t h r o t t t e d i s p l a y ) 二 t h r o t t e d i s p l a y s e t a n g l e r a n g e 0 ，1 8 0 ) ；滚盘鬻蘸起始终止爨度 t h r o t t l e d i s p l a y 。s e t r a n g e ( 0 ，1 0 0 ) ；设谶仪表最大最小值 t h r o t t l e b i s d l a v s e t t i c k s ( 1 0 )；设蹩主刻度( 分1 0 大格) t h r o t t l e d i s p l a y s e t n e e d l e c o l o r c o l o r n e e d l e ) ；设置指针藏垂 t h r o t t l e d is p l a y s e t s c a l e d e c i m a l s ( 0 ) ；设置刻廉显示精度( 小数点后0 位) t h r o t t l e d i s p l a y s e t v a l u e d e c i m a l s ( 0 ) ；设置数值显示精度( 小数点后0 饺) t h r o t t l e d i s p l a y s e