《汽车制动试验台数据采集、处理系统研制--毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车制动试验台数据采集、处理系统研制--毕业论文.doc（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要本文主要研究内容是汽车检测线制动工位测控系统的研制。GB72582007机动车运行安全技术条件中对汽车制动系统提出了主要技术条件,规定了台式检验制动性能的检测项目及相关标准。根据要求设计了总体方案，根据检测实际环境和技术要求具体设计了系统硬件和软件。首先，在确立了对汽车制动性能参量检测及控制的总体方案后，根据各个参量的特点设计了硬件检测电路。第二部分对软、硬件的可靠性设计、抗干扰措施等方面进行了研究。第三部分研究了本系统所采用的数据处理方法。包括FIR数字滤波算法。最后一部分对制动力测控系统进行了系统调试和性能试验，用前面提到的数据处理方法处理实验数据结果达到预期要求。关键词： 汽车制动
2、性 测控检测系统抗干扰 数字滤波 FIR ABSTRACTThis thesis designs automobile braking performance inspecting and control system. Some primary technical qualification of automobile braking has been brought forward in .inspecting item and correlate criterion of table inspection braking performance has been prescripted
3、in it. The hardware and software are designed according to practical need. In order to restrain the noise, the design of hardware anti-interference and digital filter is necessary.Firstly, establishing the blue print of auto braking performance inspecting and control system the hardware has been des
4、igned according to the characteristic of the parameter. The second part is the software and hardware reliability and anti-jamming has been researched. The third part is about data processing method including digital filtering arithmetic and data synthesizing technical, such as FIR digital filtering.
5、 In the last part, we did some system debug and performance test to braking inspecting system. According to the data gained by using the technical we said just now .Key Words：automobile braking performance inspecting system digital filtering Finite Impulse ResponseI目 录第一章 绪 论11.1本课题研究的目的及意义11.2本课题研究
6、的主要内容1第二章 制动试验台检测系统的设计22.1检测系统结构、原理及方案22.1.1制动工作试验台的工作原理22.1.2汽车制动性能检测相关标准32.2 设计方案32.3输入模块的设计42.3.1力传感器信号处理电路42.3.2速度传感器信号处理电路72.4 输出模块设计112.5系统软件设计11第三章 系统抗干扰设计143.1干扰的形成143.1.1干扰源143.1.2耦合方式143.2硬件抗干扰措施143.2.1供电系统的抗干扰措施143.2.2接地系统的抗干扰措施153.2.3针对电磁场耦合及辐射干扰而采取的措施153.2.4 接口电路的抗干扰措施153.3用软件消除干扰的方法163
7、.3.1软件抗干扰的提出163.3.2软件抗干扰的特点163.3.3设计合适的数字滤波程序163.3.4 提高系统的容错能力163.4总结17第四章 数字处理方法研究184.1曲线拟合184.1.1拟合曲线的优化算法194.1.2拟合曲线的优化算法194.1.3段拟合函数的构造204.14段拟合函数的构造204.15优化后制动力曲线214.2 FIR数字滤波器的设计214.2.1 FIR结构简介214.2.2窗函数的选择及程序框图22第五章 系统调试235.1 制动过程分析235.2 系统调试235.2.1 静态调试235.2.2联机仿真调试245.3 系统标定245.3.1 标定实验245.
8、3.2制动台数据处理25结 论26参 考 文 献27致 谢28第一章 绪 论1.1本课题研究的目的及意义机动车制动性能是安全检测的重点检测项目之一。据调查，在机动车发生的交通事故中由于制动不良占有很大的比重，可见机动车必须具备良好的制动性能才能保证行驶安全；同时也只有在此条件下才能提高行驶速度和运输生产率。因此我们应该高度重视机动车的制动性能，必须经常对制动系统进行检验和调整。随着电子技术和机械加工工业的发展，在传统检测方法的基础上，逐步发展成现代汽车诊断与检测技术。汽车检测通常指使用现代检测技术和设备，结合计算机、自动控制等高新技术来检测汽车技术状况，是以工程数学、故障物理、可靠性理论、电子
9、学和电子技术、信息控制理论等为基础的一门综合性应用科学。汽车检测对于保证交通安全，加强环境保护，提高运输能力和降低生产成本都具有重要意义。因此选择汽车性能检测作为研究课题是很有现实意义的。1.2本课题研究的主要内容本文的研究工作分为三部分。第一部分是汽车制动性测控系统的设计。在确立了对汽车制动性能参量检测及控制的总体方案后，根据各个参量的特点设计了硬件检测电路，并介绍了各个部分的工作原理，最后根据检测项目和功能要求设计了软件。第二部分讨论了对系统抗干扰和滤波的问题。介绍了在线检测系统中干扰信号和噪声的排除和抑制的若干途径。提到了在本系统中如何解决系统中抗干扰和滤波方法。第三部分是系统调试部分。
10、本文的主要工作：1、完成汽车制动性能整个检测系统硬件部分的设计。传感器信号处理电路的设计。2、完成FIR算法，设计FIR滤波器。3、对系统制动过程进行分析及调试。第二章 制动试验台检测系统的设计2.1检测系统结构、原理及方案2.1.1制动工作试验台的工作原理滚筒反力式制动试验台由结构相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示装置组成。每套车轮制动力测试单元由驱动装置、滚筒组、第三滚筒、测量装置等构成，其结构简图如图2-1所示。1.电动机 2.减速箱 3.压力传感器 4.滚筒 5.第三滚筒6.光电传感器7.链传动 8.测量指示仪表图2-1 滚筒反力式制动试验台制动力测量装置主要由测力杠杆和应变测
11、力传感器组成。测力杠杆一端与传感器连接，另一端与减速器壳体连接。进行汽车制动力检测时，将被检汽车驶上制动试验台上，车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，起动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮转动。被测车轮制动时，测力杠杆与减速器壳体将一起绕主动滚筒轴线摆动，传感器将测力杠杆传来的、与制动力大小成正比的力转换成相应电信号后输送给后继处理装置。当车轮速度下降20%时，计算机发出指令使电动机停转1.2。汽车制动性测量参量包括：车轮阻滞力，制动力和检测，制动力平衡检测，制动协调时间检测，驻车制动力检测。因此汽车制动性参量测量的技术指标主要是力学参量测量的技术指标。其内容如下2：1、制动力
12、最大测试范围030000N。2、踏板力最大测试范围01000N。3、零值误差不超过0.1%(FS)。4、制动力不大于4%(FS)的：不超过0.4%。5、制动力大于4%(FS)的：不超过5%。6、左右制动力示值间差，当制动力不大于4%(FS)时不超过5%，当制动力大于4%(FS)时不超过3%。7、自动关机时，其第三滚筒在自动关机时的线速度值应为主滚筒线速度值的70%90%。根据所规定的技术指标，本系统制动力测量采用的力传感器为0.05级（万分之五）BHR系列悬臂梁式高精度测力传感器，量程为050000N，供电电压DC9VDC15V，输出信号1.520mV。由此可见，传感器的选择足以满足所需的测量
13、精度。 2.1.2汽车制动性能检测相关标准GB72582007机动车运行安全技术条件中对汽车制动系统提出了主要技术条件，规定了台式检验制动性能的检测项目及相关标准。制动性能台式检验的技术要求如下：1、制动性能台式检验车轴制动力的要求见表2-1。2、制动力平衡要求在制动力增长的过程中，左、右轮制动力差与该轴左、右轮中制动力大者之比对前轴不得大于20%，对后轴不得大于24%。3、车轮阻滞力汽车和无轨电车车轮阻滞力均不得大于该轴轴荷的5%。4、制动协调时间是指从驾驶员踩下制动踏板的瞬间作为起始点，直至制动力与轴荷之比达到标准规定值的75%时为止。单车不得大于0.6s，汽车列车不得大于0.8s。表2-
14、1 台式检验制动力要求车辆类型制动力总和与整车质量的百分比%前轴制动力与轴荷的百分比%空载满载汽车、汽车列车6050602.2 设计方案由前面介绍的汽车在制动试验台上测试制动性的原理以及制动性参量检测的技术指标可知，实时性、测量数据的准确性、控制的可靠性和强抗干扰能力是系统设计的关键15。本测试系统由工控机结合单片机完成数据采集和控制等功能，传感器信号经过处理后送A/D转换，向单片机传送数据，以便与PC机通信。工控机通过I/O来控制试验台的启动和停止。总体结构方案如图2-2所示。图2-2 系统总体结构方案2.3输入模块的设计2.3.1力传感器信号处理电路由上面的分析可以得到力传感器信号测量的技
15、术方案如图2-3所示。图2-3 压力传感器信号处理框图31、V/I电路的设计V/I转换器的一个功能是把输入的电压信号转换成与之成正比例的电流信号输出，实现电压电流变换；另一个功能是，若输入信号电 压不变，则输出电流恒定，此时的V/I转换器就是一个恒流源。集成运算放大器型接地负载V/I转换器的电路，如图2-4所示。为运算放大器，一般是中功率晶体管，和为输入电阻，和为输入反馈电阻，为限流电阻，为电流反馈采样电阻，是负载电阻，为输入电压020，为输出电流020。图2-4020电压转换成020电流的转换器该电路中采样电阻浮置而负载电阻接地。因浮置故需两个输入反馈电阻和。常规的输入反馈电阻用于电流采样。而接到的另一端用以提供被转换的电压，若不用，则和均成为采样电阻，输出电流就和有关，不是恒流源。集成运算放大器接成深反馈同相放大器，同时
