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1、学士论文摘 要汽车传动系作为汽车动力传动系统中的关键部件，主要由发动机、离合器、变速器、传动轴和驱动桥组成。为确保汽车的安全行驶，必须对汽车传动系零部件的冲击性能指标进行全面检测。汽车传动系冲击性能实验台的意义，在于全面、准确地测试传动系总成零件的耐冲击性及其相关特性，为驾驶员安全提供保障，为生产厂家提高产品质量。实验中首先对汽车传动系的载荷进行分析，确定影响汽车传动系扭转冲击载荷的主要因素，结合突然接合离合器起步和不分离离合器紧急制动两个典型工况分析传动系冲击载荷情况。通过对实验台模拟的典型工况及传动系的结构分析，确定实验台机械结构，并设计实验台控制系统。实验台的控制与监测系统采用PC+数据
2、采集卡+PLC联合控制方式。PC作为上位机，PLC作为下位机，实现了系统的动作控制、监控和数据处理。通过分析实验台控制系统的各组成环节，建立了控制系统的数学模型并进行了性能分析。将模糊控制与PID控制结合起来，提出了一种基于模糊参数自整定PID控制算法。仿真分析表明，设计的方法相对于传统PID法响应速度快，稳态精度和跟随精度高，有较好的鲁棒性。基于LabVIEW技术，设计了双闭环汽车传动系冲击性能检测系统，实现了系统的数据采集、数据处理、数据库管理等功能。实验结果表明，控制与检测系统的各项性能指标达到了设计要求。关键词：传动系；冲击性能实验台；控制系统；PID控制；LabVIEWAbstrac
3、tAutomobile power train is the important component of automobile dynamic transmission automobile power-transmission system，including engine、clutch、transmission、transmission shaft and drive axle. In order to ensure the security of automobile driving, it is important to test the impacting durability p
4、erformance index of automobile power train components. The automobile power train impacting performance test rig durability test rig is the test equipment to test power train performance, which can comprehensively and exactly test the impacting performance and relative characteristic of power train
5、components，which provide security for the driverand improve product quality for manufacturers. In order to stimulate real running conditions of automobile power train, Firstly the load characteristic of auto power train is analyzed. Confirming major factors effected impacting torque of automobile po
6、wer train are running conditions of sudden jointing clutch start and no separating clutch emergency brake.Through the test-bed to simulate the working conditions and the of power train structure analysis, to determine the mechanical structure of the principle, and test control system components requ
7、ired to control workpiece.The controlling and testing system control the test rig by personal computer allying with data collection board and program logical controller. PC is as host computer, and PLC is as slave system. It has achieved the action controlling, monitoring and data dealing.Through an
8、alyzing all parts of test rig controlling system, mathematical models of controlling system are built. Based on PID controlling cant satisfy the request of controlling, in order to adapt test rig inertia quality system and test environment changes, a new algorithm based on a parameter self-adjusting
9、 fuzzy PID is provided. The results of simulating are proved that the new algorithm has quickly speed response, high steady-state accuracy and high track accuracy to traditional PID method. It has good robust to model parameter changing.The software of the system of test rig is built on the base of
10、LabVIEW. The data is collected and analyzed by the software. It finished the data collecting and dealing. And the man-machine was built. The result is proved that the performance index of controlling system achieves to test rig designing demand.Key word: Power train；Impact properties test rig；Contro
11、l System； PID control； LabVIEW目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1开发汽车传动系冲击性能实验台的重要意义11.2国内外汽车传动系冲击性能实验台的开发现状及技术水平11.2.1国内的研究现状21.2.2 国外的研究现状21.3 本论文的主要设计内容21.4 技术指标22汽车传动系冲击性能实验台的工作原理及总体设计42.1实验台基本结构原理42.2实验台的总体设计42.2.1设计过程中需要解决的问题42.2.2实验台机械结构部分整体设计42.2.3实验台控制系统部分的整体设计53实验台机械结构部分的设计63.1实验台实验过程63.2实验台机械部分使用要
12、求63.3实验台机械结构部分的设计63.3.1实验台机械结构部分方案确定及组成73.3.2动力部分73.3.3惯性飞轮组部分93.3.4扭矩传感器部分113.3.5联轴器部分113.3.6驱动桥支撑和调整结构114汽车传动系冲击性能实验台控制系统设计134.1实验台过程分析134.2实验台控制系统的机构及其功能134.3实验台在两种工况下的控制系统过程分析144.3.1突然接合离合器工况的控制过程分析144.3.2紧急制动工况下控制过程分析154.4可编程控制的概述154.4.1可编程控制器的产生与发展154.4.2可编程控制器的定义174.4.3可编程控制器的特点174.4.4可编程控制器的
13、应用184.4.5可编程控制器的组成184.5实验台控制系统主要硬件的选取204.5.1直流调速系统的选择204.5.2 PLC选取及其开关量控制204.5.3 工业控制计算（PC）的选择214.5.4 数据采集卡214.5.5 传感器224.5.6 系统软件225实验台测控系统建模及性能分析245.1 实验台控制系统建模245.1.1直流电动机与惯性飞轮组系统245.1.2 可控硅整流装置285.1.3速度控制器和电流控制器建模295.1.4电流、转速PID双闭环控制系统的动态性能指标分析345.2电流控制器、转速控制器系统在Simulink环境下性能仿真分析366系统软件设计及实验验证40
14、6.1 LabVIEW简介406.2软件开发体系与结构406.3 操作系统的人机界面456.4实验结果47结 论49致 谢50参考文献51511 绪 论传动系作为汽车的动力系统中的一个关键部件，将电动机发出的动力传递给车轮，从而使汽车启动行驶。在驱动的过程中，高速旋转的发动机突然接合离合器起步及突发的紧急制动等工况，都会对传动系产生很大的冲击扭矩，对其中部件产生巨大影响。另一方面，现代汽车技术的成熟带动传动系的结构变得日益复杂，对传动系的冲击性能也有了越来越高的要求。所以，研发出高精度、自动化程度高的汽车传动系冲击性能实验台具有广阔的应用前景。1.1开发汽车传动系冲击性能实验台的重要意义汽车传
15、动系是将发动机所发出的动力传递到驱动车轮的装置。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。但在实际应用中因为传动系质量不过关而导致的故障时有发生，比如半轴、驱动桥断裂等。这就为汽车的安全行驶带来了很多隐患，而汽车传动系冲击性能实验台就可对这些易于发生损坏的零部件进行检测，并研究其可靠性。开发汽车传动系冲击性能实验台，可以在室内专门进行汽车传动系冲击性能的实验，通过实验分析考察大的冲击扭矩对传动系零部件疲劳破坏的“贡献” ，并可以与传动系常规寿命实验相结合，全面地分析汽车传动系上的扭转载荷1。汽车传动系冲击性能实验属于强化实验2。在新产品开发过程中，它可以快速发现传动系的薄弱环节，暴露传动系的早期失效，将实验信息及时地反馈给设计等有关部门，及时更改，减少开发风险，缩短开发周期。根据国外的使用经验，汽车传动系冲击性能实验的时间要比普通寿命实验短得多。通过室内实验台实验，可以对同一型号的不同供应商的传动系、总成或零部件等的冲击性能进行对比，快速地得出实验结果，便于企业做出生产决策。在国内冲击性能实验台的使用也越来越多，但对此项目
