基于机电混合模拟技术的汽车ABS试验台架的设计和开发

摘要

该课题针对目前教学和科研用ABS试验台存在的不足,应用机电混合模拟理论,设计了新型ABS试验台.根据机电混合模拟理论,应用相似规则,通过对汽车道路制动过程和试验台系统的动力学分析,建立了汽车运动惯量和道路制动力的台架电模拟数学模型.以Santana2000GSI为研究对象,设计并制作了以计算机测控为核心的ABS试验台,该试验台主要由汽车运动惯量和车轮制动力机电模拟系统和汽车车速机电模拟系统两部分组成.系统硬件主要由台架、工业控制计算机、数据采集板、直流电动机、磁粉离合器、减速器、轮速和车速传感器及Santana2000GSI制动系统组成.系统软件主要主控模块、数据采集模块、工况控制模块和数据存储模块以及数据读取模块等模块组成.系统的测试和控制程序应用VISUAL C++和Labview软件工具开发,其中用Labview开发系统的测试和控制主程序,分别用VISUAL C++和C语言开发了动态链接库,用于实现数据采集卡的驱动.以模拟测试ABS工作状态下汽车车速和轮速变化为目标,开发了系统的测试和控制程序.汽车车速机电模拟系统以汽车运动惯量和整车速度模拟为目标,是一带PID控制器的直流电机闭环调速控制系统;汽车车轮制动力机电模拟系统以车轮制动力特性模拟为目标,是一开环磁粉离合器传递力矩控制系统.系统调试后进行了试验,初步试验结果表明该设计和开发的系统能满足各种道路条件(不同ψ)ABS工作状态下汽车车速和轮速变化的模拟测试.还有待进一步研究和解决的问题:签于Labview6.1以上版本中已可以使用面向对象的编程方法,使用消息机制来响应事件,程序运行效率更高,在以后的改进研究中可使用该方法.应探讨前馈补偿、模糊控制、预测控制等先进的控制方法在该系统上应用的可能.现行系统测试结果的处理和分析功能不强,有待进一步开发.系统电器元件应进行集成化设计,以降低成本.提高系统可靠性.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章前言

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外的研究现状

1.3论文的主要研究内容及研究方法

1.3.1设计目标

1.3.2主要研究内容

1.3.3关键技术

1.3.4主要研究方法

第二章ABS试验台架的工作原理和方案

2.1ABS试验台电模拟原理

2.1.1汽车制动工作原理

2.1.2路面对车轮制动作用电模拟的机理研究

2.1.3结论

2.2ABS试验台机电混合模拟方案

2.2.1车轮运动的模拟——磁粉离合器传递力矩控制方案

2.2.2汽车运动速度的模拟——电动机控制系统方案

第三章ABS试验台的设计

3.1ABS试验台整体设计

3.2控制系统的方案设计

3.2.1电动机控制系统的设计

3.2.2磁粉离合器控制系统设计

3.3主要部件的选用和设计

3.3.1电动机的选用

3.3.2磁粉离合器的选用

3.3.3整流调压模块的选用

3.3.4转速传感器的选用

3.3.5飞轮的设计

3.3.6减速器的选用

3.3.7制动系的选用

3.3.8数据采集板的原理及选用

第四章系统测控软件的设计

4.1系统开发工具

4.1.1系统开发工具选择

4.1.2Labview 软件

4.1.3Labview 软件功能特点

4.2 系统测控程序总体设计

4.2.1系统基本组成及相互关系

4.2.2测控系统流程图

4.3 系统主要测控模块设计

4.3.1主控模块的设计

4.3.2数据采集系统的设计

4.3.3 工况控制模块的设计

4.3.4数据存储模块

4.3.5 数据读取模块的设计

第五章 系统调试及试验结果

5.1程序调试

5.2试验方案设计

5.3 试验结果

结论

参考文献