摘　　要
底盘测功机是一种不解体检验车辆性能的研发检测设备，采用现代电测和计算机技术，仿真模拟各种路面行驶阻力，能很好的改善试验人员的试验环境,消除了试验重复性，显著缩短了试验周期，在某些方面可获得精度更高、更全面和更深入的试验结果。
本设计的主要目的是开发适用于节油车性能测试的底盘测功机，为节油车的开发研究提供试验平台。
文章首先介绍了背景及其意义、底盘测功机的发展情况及其主要工作方向；在此基础上对底盘测功机的结构进行了设计，分析节油车路面阻力, 建立了底盘测功机动力学模型；选择了交流发电机作为底盘测功机的加载装置，并建立了交流电力测功机的控制模型，设计了底盘测功机的测量和控制系统：脉宽调制(PWM)系统，该系统为底盘测功机提供制动力，以确保正确加载，模拟道路工况。设计基于PID的阻力加载智能控制算法，通过PID来改善控制系统的快速性和降低超调量，降低控制系统的稳态误差。
最后对底盘测功机的测控软件进行了设计。以先进的测试理念“软件即仪器”为指导，软件的设计结合高内聚低耦合的开发思想，基于NI公司GUI高级编程工具LabVIEW设计软件平台，针对测功机对象开发各子模块。其子模块可以方便移植应用到其他的领域中。并且界面美观，对话性强，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。

关键词：底盘测功机；LabVIEW；节油车；交流发电机；PID控制
ABSTRACT
Chassis dynamometer，a test equipment without disassembly, adopt technology of modern electrical measurement and computer to simulate all the driving resistance . It can improve the pilot’s test environment．The method can eliminate no needing research factors，shorten notability the trial period，and can acquire more accurate，more entire and more in-depth test result in some aspects．
And the design’s aim is to develop Fuel-efficient car chassis dynamometer and service for the research and development the Fuel-efficient car．
In the paper, the background and its significance, the test technology and its development，the source of the program，research aims and the direction of the program are introduced firstly．On the basis，the author establishes dynamical model of chassis dynamometer and analyses chassis dynamometer road resistance simulated loading principle ,designs the construction of chassis dynamometer, and selects AC motor as the load equipment，and establishes、the control model of AC electronic dynamometer, and establishes the measurement and control system：PWM system，this system offered the chassis dynamometer braking force，to make sure loading correctly and simulate the road condition．The intelligent system based was designed for simulation ofloading resistance．Though PID control to improve the system speed and reduce the overshoot， to reduce the steady error ofthe system．
Finally, desiens the software of chassis dynamometer, based on the advanced test concept “software is apparatus”, software follows the design principle of low poly high coupling．Measure & Control system platform is designed based on GUI advanced programming tools—NI LabVIEW． Beautiful interface，strong dialogue，convenient operation，complete real—time monitoring system，show engine erformance parameters.

Key words: chassis dynamometer; LabVIEW ;Fuel-efficient car; AC motor; PID control

目　　录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 底盘测功机发展现状、趋势及应用 2
1.3 HLJITD60底盘测功机研究目的和意义 3
1.4 中国节能竞技大赛及节油车介绍 3
1.5 设计的主要内容 5
第2章底盘测功机的结构设计 6
2.1 底盘测功机概述 6
2.1.1 底盘测功机的基本结构 6
2.1.2 底盘测功机的工作原理 7
2.2 HLJITD60底盘测功机总体布置 8
2.3滚筒装置设计 8
2.3.1 滚筒参数选择与校核 8
2.3.2 滚筒轴承的选择与校核 9
2.4 加载装置的选型 10
2.4.1 测功机的类别 10
2.4.2 各类测功机的比较 12
2.4.3 加载装置的最终选型 13
2.4.4 交流异步测功机测功原理 14
2.5 升速器设计 15
2.5.1 传动比的计算 15
2.5.2 计算传动装置的运动和动力参数 15
2.5.3 齿轮参数的计算与校核 16
2.5.4 轴的设计与校核 18
2.5.5 轴承的选择与校核 21
2.6 惯性模拟装置设计 22
2.6.1 汽车功率平衡方程 22
2.6.2 惯性飞轮系统参数的确定 23
2.7 其它装置的设计与选择 23
2.7.1 夹紧装置的设计 23
2.7.2 风机的选择 23
2.8 本章小结 24
第3章底盘测功机测试系统硬件设计 25
3.1 测试系统硬件设计基本原则 25
3.2 测试系统硬件总体设计 25
3.2.1 测试系统结构组成 25
3.2.2 工作原理 25
3.3 数据采集单元 27
3.4 励磁电流控制装置 28
3.5 传感器的选择 29
3.5.1 传感器的选择原则 29
3.5.2 速度传感器的选择 29
3.5.3 拉压传感器的选择 30
3.6 本章小结 32
第4章底盘测功机阻力模拟 33
4.1 设计所需使用的节油车参数的确定 33
4.1.1 车轮转动惯量的测量 33
4.1.2 节油车车身迎风面积的计算 34
4.2 节油车在道路上的行驶阻力分析 34
4.2.1 节油车的驱动力 34
4.2.2 节油车行驶阻力 35
4.2.3 节油车道路行驶方程的建立 36
4.2.4 A、B、C 待定系数的确定方法 36
4.3 节油车在底盘测功机上的行驶阻力分析 37
4.4 底盘测功机电模拟模型的建立 38
4.5 本章小结 39
第5章HLJITD60底盘测功机系统软件设计 40
5.1 虚拟仪器概述 40
5.2 Labview软件介绍 41
5.3 软件总体设计 42
5.4 数据采集模块设计 42
5.4.1 模拟量输入 42
5.4.2 数字量输入 43
5.5 数据处理模块设计 44
5.6 PID控制模块设计 44
5.7 PWM输出模块设计 47
5.8 系统标定 48
5.8.1误差分析 48
5.8.2系统标定 49
5.9 本章小结 50
结论 51
参考文献 53
致谢 54
附录 55
附录A 外文资料翻译 55

题目名称 HLJITD60底盘测功机设计
一、设计（论文）目的、意义
“节能、环保、安全”已成为未来汽车工业发展的主题，汽车的轻量化设计对提高车辆动力性、减少能源消耗与降低污染具有重要的实际意义。本设计为全国大学生节能车比赛用车，相应的底盘测功机。节能赛车的性能包括驱动轮输出功率、扭矩（或驱动力）和转速（或速度）。底盘测功机主要部分为滚筒机构、动力吸收装置、控制与测量系统和辅助装置。附加飞轮系统等，还可以测量汽车的加速性能、滑行性能等。试验时车辆后轮带动转鼓-测功机旋转。测功机提供阻转矩，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。一方面保证测试的重复性，别一方面便于相关数据的采集和车辆性能的调整。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
被测车辆参数
驱动型式：3*1后驱
总质量：0.12t
发动机额定功率6.6kw
驱动桥满载：0.4T;
最高车速55km/h
最大爬坡：20%
车轮轮辋直径20寸
设计的主要内容：
（1）建立车辆行驶仿真数学模型
（2）设计滚筒机构、动力吸收装置、控制与测量系统和辅助装置，附加飞轮系统
（3）加载进行应力分析与结果分析，基于NI，labview测试系统；
（4）设计测试与标定程序
技术要求（研究方法）：
（1）利用LABVIEW建立车辆仿真模型
（2）滚筒机构、动力吸收装置、控制与测量系统和辅助装置针对节能赛车
（3）滚筒动力吸收装置轴承等强度分析；

三、设计（论文）完成后应提交的成果
设计图纸（合0号图纸2张）；
设计说明书（2万字左右）；
相关外文翻译（1篇2千字左右）；
测试程序
四、设计（论文）进度安排
（1）调研、资料收集、完成开题报告第2周
（2）整体方案设计，完成结构示意图（手绘）第3周
（3）结构设计计算，有限元分析，4-8周
（4）绘制设计图9-12周
（5）编写设计说明书13周
（6）毕业设计（论文）审核、修改第14、15周
（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩第16周
五、主要参考资料
[1] 《汽车工程手册》编辑委员会.《汽车工程手册》(试验篇) [M]. 北京: 人民交通出版社,2001.
[2] 贾民平, 张洪亭. 测试技术(第二版) [M]. 北京: 高等教育出版社,2009.
[3] 安相壁. 汽车试验工程 [M]. 北京: 国防工业出版社, 2006.
[4] 刘伟. 电动汽车底盘测功机的开发与研究 [D]. 武汉: 武汉理工大学,2005.
[5] 付百学. 汽车实验技术 [M]. 北京: 北京理工大学出版社,2007.

HLJITD60底盘测功机设计[汽车]

内容简介：: 甍赫鹳铲，江Zh 。， s：，桂旭阳，张锋(浙江大学机械与能源工程学院，浙江杭州310027)摘要：设计了用于测量摩托车整车动力性和工况法排放的底盘测功机控制系统采用带有在片控制器局部网络(制器的统主要由控制节点、数据采集节点和据采集节点采集系统的控制参数，并将采集到的参数分别传送到送到控制节点用于控制实际运行显示，本系统工作稳定，数据传输可靠，控制实时性好关键词：控制器局部网络总线摩托车；底盘测功机中图分类号： 21 文献标识码：A 文章编号：1008 973X(2004)040505 03of u10027，he AN AN in he of C he is rehe to C to he is in ey AN 以模拟摩托车在实际行驶时的阻力，测定摩托车的使用性能以及检测摩托车的技术状况，诊断摩托车的故障摩托车底盘测功机既可用于摩托车实验，也可用于维修生产摩托车底盘测功机的主要功能有：(1)测量摩托车驱动轮输出功率；(2)检验摩托车滑行性能；(3)检验摩托车加速性能；(4)检验车速表；(5)检验里程表；(6)配备油耗仪和废气分析仪的底盘测功机可以在室内模拟道路行驶、测量等速油耗以及工况法测量排放污染物摩托车底盘测功机需要测量的参数非常多，也非常分散，其中一些参数是底盘测功机控制系统所必需的控制变量，因此将这些参数迅速测量出来并且送到文叙述的基于得传输线路大大简化，可靠性得到极大提高，有效地节约了线束安装空间和系统成本，而且有利于摩托车底盘测功机朝着规范化、智能化、网络化方向发展1 一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，属于现场收稿日期：2003 02 15 浙江大学学报(工学版)网址jju cn锋(1968一)男，安徽宿州人，副教授，主要从事车辆检测厦控制研究Ec“万方数据浙江大学学报(线的范畴德国年代初将其研制成功，最初主要用于汽车内部检测以及控制系统间的数据通信时性和灵活性1)络上任意一个节点均可以在任意时刻向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活(2)点对多点及全局广播等方式传送和接受数据，通信介质采用双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活，通信距离最远可达10 信速率最高达1 际可达110个(3)两个节点同时向网络上传信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，有效地避免了总线冲突一帧为8个字节，传输时间短，受干扰概率低，每帧信息都有循环冗余检验(验和其他检错措施，保证了数据的出错率极低(4)有自动关闭输出的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他的操作不受影响此将时具有良好的扩展性2 1给出了带有在片在本系统中，选用带有在片时还使用了2具有降低射频干扰、热防护、抗汽车环境下的瞬间干扰等特性由图1所示，总线差动总线则通讯不能进行而82高速方式，指通过8脚与地直接相连而选择；待机方式，发送器被关掉，通过将8脚接高电平而选择；斜率控制方式，通过将8脚与地之闯相连斜率电阻而选择，该方式一般用于总线波特率要求较低时，斜率电阻阻值约为15200 该数据采集系统中选择斜率控制方式图1 AN 锋，等：基于化了硬件电路，因而整个软件易于控制，也缩短了开发周期3基于托车底盘测功机通过后通过据采集发送节点通过各个传感器对摩托车底盘测功机上转鼓的转速、扭矩、电流等参数进行采集，磁电式转速传感器输出交变的电压信号，经放大、整形和经F为o5 力传感器装在电涡流测功机上，当测力传感器受力以后，发生应变，通过转换将力的信号转变为电信号，然后经过放大整形变为o5 流传感器测出加载在电涡流测功机上的电流大小，这个电流作为底盘测功机控制系统的一个控制参数这三路信号分别经过光电隔离之后送人转换器中，由转换器单片机处理后将数据通过制节点通过控制中断服务程序对摩托车底盘测功机进行控制控制节点按照选择电流闭环控制，控制节点发送远程请求读取数据采集节点中的电流大小，然后再读取两个电流进行比较之后送人过余的两路闭环控制过程与电流闭环控制过程类似插在配昔中的微控制器主要承担节点与2是一个简化的系统，在实际应用的时候还可以进行扩展如燃油消耗量、排放污染物、摩托车滑行以及加速性能等参数的测量都可以扩展到基于制节点软件框图如图3所示下面以底盘测功机的恒转速闭环控制为例分析系统运行结果其中K、凰三个参数同时进行控制，反馈量是转鼓的转速，同时对转速闭环的防止积分项引起过大的超调，从而防止转速的波动图4是速度从60 kmkm图中可见，系统具有较高的控制精度，可以满足底盘测功机的要求图2控制系统原理框图 of 转第517页)万方数据第4期申屠宝卿，等：纳米在下苯乙烯原位乳液聚合：987，25：31173125，【7，Y()of J 991，189：23248j ，SAsof n of J ：d，1987，25：32313239，adof on jJ 987，33：411 41810j ，S of in in of JJ ：d，1982，20：1020102911，“of in in ol J ：d，1987，25：2231一1一1_+。一一一o+一“一9(上接第507页)图3控制节点软件框图 of 据采集与传输可靠，控制系圈4速度响应曲线 of 采用多路总线传输技术来实现摩托车底盘测功机的数据采集功能，简单实用，扩展性好，为摩托车底盘测功机的后续开发提供了有力的保证，同时提供了一种考文献(15邬宽明：北京：北京航空航天大学出版社，19962何立民北京：北京航空航天大学出版社，19903刘慧，宋磊基于车辆与动力技术，2002，(1)：3741ANof of J002，(1)：37 41，万方数据基于吴锋，桂旭阳，张锋作者单位：浙江大学,机械与能源工程学院,浙江,杭州,31002

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