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1、振动测试系统LabVIEW程序编制与调试 南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计（论文） 学院（系）： 机械与汽车工程学院 专 业： 测控技术与仪器 学 生： 曹亚瑞 指导教师： 何一文 完成日期 2013 年 5 月II南阳理工学院本科生毕业设计（论文）汽车整车性能测试分析系统设计Design of Measurement and Analysis System for Automobile Performance总计： 毕业设计（论文） 32 页表 格： 2 个插 图 ： 30 幅汽车整车性能测试分析系统设计南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）汽车整车性能测试分析系统设计
2、Design of Measurement and Analysis System for Automobile Performance学 院（系）： 机械与汽车工程学院 专 业： 测控技术与仪器 学 生 姓 名： 曹亚瑞 学 号： 029109006 指 导 教 师（职称）： 何一文 （讲师） 评 阅 教 师： 李珍 完 成 日 期： 2013年5月 汽车整车性能测试分析系统设计测控技术与仪器专业 曹亚瑞摘 要随着汽车制造业的发展和市场的激烈竞争，对汽车性能测试仪器的需求也是越来越高，同时由于计算机和软件技术的快速发展，虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展方向。本课题开发了汽车的整车性能测试分
3、析系统。该论文对汽车性能参数测试方法进行了分析和探讨，设计了基于虚拟仪器技术的汽车性能参数测试系统。在探讨过程中，提出了在LabVIEW虚拟仪器软件平台上，采用模块化设计开发应用程序的方法，分别设计了测试汽车的动力性、经济性、平顺性、振动测试及各自的分析部分等几个子功能模块。系统利用LabVIEW软件设计的人性化界面，很好地发挥了虚拟仪器的数据采集、数据测试与分析以及结果输出显示的三大功能。关键词虚拟仪器；汽车性能测试；数据采集；信号分析Design of Measurement and Analysis System for Automobile PerformanceMeasurement
4、 and Control Technology and Instruments Major CAO Ya-ruiAbstract: With the development of the auto industry and the market fierce competition, the demand for automobile performance test instrument is also more and more high. Meanwhile, due to the rapid development of computer and software technology
5、, virtual instrument is gradually becoming the development direction in the field of testing. The vehicle performance test and analysis system is developed in this thesis. The test methods of automobile performance parameter are discussed and the test system of automobile performance parameters base
6、d on virtual instrument technology is designed in this thesis. In the process of discussion, the development method of application software based on virtual instrument technology and using modular design is given. Several modules such as power performance, economy performance, smooth performance, vi
7、bration measurement and their parts of analysis are also designed. Human-based interface of the LabVIEW software is fully used. At the same time, the three big virtual instrument functions of data acquisition, data test and analysis and the results output are fully played. Key words: virtual instrum
8、ent; automotive performance test; data acquisition; signal analysis目 录1 引言11.1 汽车性能检测技术的发展概况11.1.1 国外汽车性能检测技术概述11.1.2 国内汽车性能检测技术现状11.1.3 汽车检测技术的发展方向21.2 课题研究内容和意义32 虚拟仪器及LabVIEW42.1 虚拟仪器42.1.1 概述42.1.2 虚拟仪器的特点和优势42.1.3 虚拟仪器的结构52.1.4 编程语言62.2 LabVIEW72.2.1 LabVIEW的发展72.2.2 LabVIEW的功能82.2.3 LabVIEW的特点
9、82.2.4 LabVIEW的应用92.2.5 LabVIEW的编程环境93 汽车测试系统的设计113.1 系统硬件组成113.1.1 光电传感器113.1.2 调理电路123.1.3 数据采集133.2 系统软件组成153.2.1 软件模块化设计153.2.2 汽车测试系统的主操作界面163.2.3 汽车动力性操作界面及子VI163.2.4 汽车经济性操作界面及子VI193.2.5 汽车平顺性操作界面及子VI213.2.6 汽车振动测试分析系统介绍244 仿真系统的调试、运行254.1 汽车动力性程序的仿真结果和分析254.2 汽车经济性程序的仿真结果和分析254.3 汽车平顺性程序的仿真结
10、果和分析275 总结与展望30参考文献31致谢321 引言1.1 汽车性能检测技术的发展概况1.1.1 国外汽车性能检测技术概述国外对汽车检测工作开展较早，一些工业发达国家早在20世纪40至50年代就开始发展以故障诊断和性能检测为主的单项检测技术设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。相应产品有非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等。70年代，随着计算机技术的发展，出现了检测控制自动化、数据处理自动化、检测结果直接打印的现代化综合检测技术1。在此基础上，各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，
11、使汽车检测制度化。 国际上20世纪70年代己开始注意汽车诊断的标准问题。1972年，在美国旧金山召开的第一次国际汽车安全会议就讨论了汽车诊断标准化问题。在该次会议上，德国大众汽车公司首先展出了使用微机的诊断仪器。它利用汽车装设的诊断用传感器和联接器与车外微机相连，能检查88个项目。之后，各国开始研究与开发汽车整车性能测试分析系统，相继推出类似的诊断装置。 20世纪80年代中期，随着计算机的普及以及人工智能技术的发展，开始探讨用于汽车诊断的专家系统，于1987年开发了一个利用发动机油液分析来进行故障诊断的专家系统。这些系统己获初步成功，显示了专家系统的巨大潜力。目前国际上，车辆性能检测仪器正向着
12、智能化、高精度、便携式、网络化、一体化的方向发展。如今，国外已将最先进的非接触测速技术用于车辆性能检测中，其最大特点是传感器的体积大大缩小，且重量轻,安装携带方便，最高测速可达到250km/h，国际上具有代表性的为日本小野、德国DATRON、瑞士KISTLER等公司的产品。日本近期推出的NICE-AII型综合检验台，实现了单机多功能的综合测试。1.1.2 国内汽车性能检测技术现状 我国汽车检测技术的研究和开发起步较晚，进入20世纪60年代开始从国外引进或自行研究汽车检测设备，但主要是诊断设备和性能测试仪器，如发动机分析仪、五轮仪、声级计、电动试验台等。为满足汽车维修需要，当时由交通部门主持进行
13、了发动机气缸漏气量检测仪、点火正时灯等检测仪器的研究和开发。 20世纪70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。由交通部主持研制开发了反力式汽车制动试验台、惯性式汽车制动试验台、发动机综合检测仪、汽车性能综合检验台。 进入20世纪80年代后，汽车检测诊断技术得到了迅速发展，我国机动车保有量迅速增加，因而促进了汽车诊断与检测技术的发展。交通部主持研制开发了汽车制动试验台、侧滑试验台、轴(轮)重仪、速度试验台、灯光检测仪、发动机综合分析仪、底盘测功机等测试仪器。 目前全国生产汽车综合性能检测设备的厂家己达60多个，除交通部门外，机械、城建、高等院校
14、等部门也进入汽车检测设备研制、开发、生产以及销售领域。我国已能生产全套汽车检测设备，如大型的技术复杂的汽车底盘测功机、发动机综合分析仪、四轮定位仪、悬挂检验台、制动检验台、排气分析仪、灯光检验仪等。但到目前为止，市场上用于机动车性能检测的仪器中无论进口仪器还是国产仪器，大都还是以单片机 (MCU)为核心的单机形式的测试仪器,例如德国的PEISELER EM/SCH型测试仪、上海汽拖所的NCS-1B型测试仪。1.1.3 汽车检测技术的发展方向现代汽车工业发展一日千里，新技术层出不穷，汽车己进入电子时代，汽车检测技术也出现了如下的发展新动向。 (1) 计算机技术应用广泛化 早期的机动车检测都是人工的，其影响因素较多，检测效率也不高。随着电子技术的飞速发展，汽车检测系统开始同其他工业控制系统一样广泛引用电子计算机技术。计算机具有强大的计算能力，可靠的记忆和逻辑判断能力以及人机对话能力，从而使检测的自动化程度、检测速度、检测数据的准确性、公正性和可靠性大大提高，同时也为检测技术人员提供了许多
