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基于Labview平台车载电磁阀自动测试系统的设计与实现工作原理和系统组成，分析流量电磁阀和压力电磁阀的静态、动态和闭环测试方法，引入模块化设计细想，对系统硬件和软件进行模块化设计，开发了集传感器技术，计算机软硬件技术和虚拟仪器技术于一体的自动测试系统。
试验结果证明，该测试平台功能齐全、通用性好、测试精度高、扩展和维护方便。
本文网络版地址：H：∥/article/283529.htm关键词：电磁阀；虚拟仪器；静/动态特性测试；闭环特性测试；霍尔传感器DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2015.11.017引言汽车产业一直被列为国家的支柱产业。
近年来，国内汽车产业发展迅猛，至2009年已突破年产1000万量的大关。
汽车变速箱电磁阀为汽车自动变速箱或手自一体变速箱液压执行装置中的关键部件，其作用是根据发动机和底盘传动系统的负载状况，对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。
电磁阀综合特性测试的测试项目多，测试系统复杂且要求高可靠性和柔性。
国际上有较为先进的电磁阀检测设备，可实现对各种型号电磁阀的高精度和高效率自动测试。
不足之处是这类检测设备的价格昂贵且设备供应周期和后期维护都较困难。
基于实际汽车变速箱电磁阀测试需要，研制一种基于虚拟仪器技术的电磁阀自动测试系统，本系统以Labview平台为测试核心，采用模块化的软硬件设计模式，提高测试系统的开发效率，增强系统的可扩展性，大大降低实验成本，从而加快电磁阀测试系统的研制开发速度，是未来电磁阀测试系统的发展趋势。
1系统组成和工作原理电磁阀自动测试系统可完成汽车变速箱流量电磁阀和压力电磁阀两种类型电磁阀多个试验项目的测试工作，测试系统以Labview平台为控制及测试核心，由计算机测试系统，静/动态特性测试模块，闭环特性测试模块，传感器信号测试模块组成，在软硬件配合下完成电磁阀静态，动态和闭环特性测试功能。
基于 Labview和 Matlab的变速器诊断系统开发赵磊【摘要】为了实现变速器计算机诊断，采用Matlab Script节点技术将Labview 和Matlab优势互补，混合编程开发变速器故障诊断系统。
系统由Labview负责主界面、信号采集、信号存储和查询，Matlab调用；由Matlab负责信号降噪、提取、处理、返回Labview显示。
实验结果表明系统能快速、准确的完成变速器轴承振动信号的采集、传送、存储以及轴承故障特征频率识别。
针对不同信号处理时系统EMD包络谱程序修改简单，具有广泛的适应性。
%In order to realize transmission computer diagnosis , using Matlab Script node technology to get complementarty ad-vantages of Labview and Matlab in thispaper,development of transmission fault diagnosis with hybrid programming is done, in this system Labview responsibled for system main interface, signal acquisition, signal storage and query, Matlab invoked. Matlab responsibled for noise reduction, extraction, processing, return Labview display.Experimental result showed that the system could quickly and accurately complete the transmission bearing vibration signal acquisition,transport,storage and bear-ing fault characteristic frequency identification.Aiming at different signal processing EMD envelope spectrum program is modi-fied simplely in system, it has a wide range of adaptability.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P175-178)【关键词】变速器;Labview;Matlab;Matlab Script;故障诊断【作者】赵磊【作者单位】兰州职业技术学院，甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TH165+.3汽车变速器是将发动机动力传递到车轮的重要部件，同时变速器工况恶劣载荷冲击力极大，变速器的齿轮、轴承、轴系、同步器等极易受损。
基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统1. 系统简介基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统是一种用于实时监测和控制压力的自动化设备。
该系统采用先进的LabVIEW编程语言，通过各种传感器、执行器和控制器的组合，实现对压力的精确测量、控制和调节。
本文档将详细介绍系统的组成、工作原理、功能特点以及应用领域，以便用户更好地了解和使用该系统。
1.1 系统目标自动化测试流程：构建一套自动化测试流程，涵盖比例压力控制阀的初始化、功能测试、性能测试等各环节，降低人工操作带来的误差和不确定性。
精准的压力控制：利用LabVIEW的实时控制和数据处理能力，实现对比例压力控制阀精确的压力控制，确保测试结果的一致性和可靠性。
综合性能评估：系统不仅能够进行单一测试项目的评估，还能够综合分析比例压力控制阀的整体性能，包括响应速度、精度、稳定性等指标。
测试报告生成与数据管理：系统自动生成详细的测试报告，并存储所有测试数据，以便后续分析和管理。
通过构建数据库或数据管理系统，实现数据的长期跟踪和趋势分析。
友好的用户界面：采用直观的用户界面设计，使操作人员能够便捷地执行测试任务，降低操作难度。
可扩展性与可维护性：系统设计考虑模块化思路，确保系统的可扩展性和可维护性，以适应未来比例压力控制阀测试的新需求和技术更新。
安全性保障：确保测试过程中的电气安全、压力安全以及软件系统的稳定运行，避免意外事故的发生。
1.2 系统功能1比例压力控制：系统能够实现压力按照预设比例进行精确控制，确保测试过程中的精确性和可重复性。
实时监测与反馈：系统采用实时数据采集技术，对压力、流量等关键参数进行连续监测，并提供反馈信息，以便用户及时了解测试状态并作出相应调整。
数据记录与处理：系统自动记录测试过程中的各项数据，并提供方便的数据查看、分析和处理功能，以便用户更好地了解测试结果和优化系统性能。
自动化测试流程：系统支持自动化测试流程，可按照预设条件自动进行多次测试，减少人工操作，提高测试效率。
《工业控制计算机》2015年第28卷第1期自动变速器是自动挡汽车的核心零部件，而电磁阀既是汽车自动变速箱的核心零部件。
本文的研究对象是汽车自动变速箱直接驱动式电磁阀性能测试系统。
直接驱动式电磁阀安装在变速箱的液压控制板上并放置于主油路，用于调节离合器的液压力。
该阀属于频率式电磁阀，控制系统利用PWM调制的方式对其进行控制，一般情况下频率信息不变，通过计算控制流过电磁阀上的平均电流。
直驱式电磁阀控制精度的优劣、响应的快慢、响应的重复性、磁滞量的大小等关键性能将对整个变速箱的工作起到关键性作用，直接影响动力系统的工作效率。
因此，对高性能直驱式电磁阀性能测试系统的研究将有助于提高产品性能的设计和批量制造的质量控制。
1测试系统总体设计本文涉及电磁阀产品共两类：比例调压阀（PPV）和比例流量阀（QPV）。
每类电磁阀均有进油口（P）、出油口（A）和回油口（T）。
根据产品开发以及实际需求，要求测试系统能够检测样件的进口压力（Pp）、出口压力（PA）、进口流量（Qp）、出口泄漏量（QA）、驱动电流（I）、实时介质温度（Temp），并根据不同测试项目要求，实时控制系统试验条件并在线数据处理、显示不同的实时关系曲线。
1．1测试系统液压系统设计测试系统的液压系统采用两套液压动力单元给P口和A 口提供特定要求的稳定压力。
出于系统控制压力柔性化和节能的考虑，液压动力系统采用了交流伺服电机加定量泵的直驱式电液伺服系统，其原理图如图1所示。
1．电控节流阀2．A口卸荷阀3．安全溢流阀4．A口双向齿轮泵5．A回路伺服电机6．P口单向齿轮泵图1液压原理图直驱式电液伺服系统具有节能、小型集成化的优势，交流伺服电机加定量液压泵的组合能直接完成变速、变向和限转矩的伺服动作。
以A口压力控制系统为例，当样件本身A口压力大于设置压力值时，系统需要提供往外抽的负压；当样件本身A口压力小于设置压力时，系统需要提供额外的增加。
因此，通过直驱式电液伺服系统可以很好的满足不同样件压力需求的控制。
直驱式电磁阀为了保证液压力快速响应，将磁滞降低到最小，采取了PWM波控制的方式，在驱动电流载波频率3kHz基础上，随着电流值和温度的改变对应的电流抖动幅值也会有很大的变化，造成电磁阀工作时阀芯以高频抖动，这就对测试系统的供油压力稳定性提出了很高的要求。
因此，在原有动力单元的基础上增加了电控节流阀作为支路。
这样做的目的是为了让系统大部分的流量经过电控节流阀，少部分的流量通过测试样件，从而最大幅度的降低由于阀芯抖动造成的系统压力脉动。
同时，根据系统压力和流量大小，最优化控制调节电控节流阀的开口大小，从而既满足系统稳定性、快速响应的要求，又满足节能的目标。
1．2测试系统硬件方案设计本系统采用上下位机模式搭建的硬件平台，工业计算机作为上位机通过工业以太网实现与多设备间的通讯，其原理图如图2所示。
图2硬件系统图硬件系统的核心是美国国家仪器公司的CompactDAQ 9139系统，NI CompactDAQ是一个便携式，坚固的数据采集平台，将连接性与信号调节集成在I／O模块中，可以直接对接任基于LabVIEW的自动变速箱电磁阀测试系统研究陆左峰何永义（上海大学机电工程与自动化学院上海市智能制造及机器人重点实验室，上海200072）Research on DESC Performance Testing System Based on LabVIEW摘要开发了一套测试自动变速器直驱式电磁阀性能的系统，结合电磁阀本身物理特性，设计了针对性的液压系统和硬件系统。
选用LabVIEW开发环境结合CompactDAQ实现了整个系统的数据采集和实时控制。
通过试验验证，系统达到了设计要求的可靠性和稳定性，目前已用于实际产品开发和生产中。
关键词：自动变速箱，电磁阀，DAQ，LabVIEWAbstractThis paper researches the direct electronic shift control performance testing system based on LabVIEW．Hydraulic sys-tem and hardware system are designed according to the characteristic of valve．Choosing CompactDAQ realizes the data acquisition and real－time control．Through experimental verification,the result meets the requirements．Keywords:automatic transmission,direct electronic shift control,DAQ,LabVIEW21基于LabVIEW的自动变速箱电磁阀测试系统研究何传感器或信号。
本系统使用了多种电压电流模拟输入、输出、CAN通讯等C系列模块分别满足数据采集系统和实时控制系统的搭建，用于对流量、温度、压力、驱动电流的实时同步采集；同时系统需要通过CAN卡与测试样件驱动卡进行通讯，根据测试条件控制样件驱动电流，并根据设定值实时控制电液伺服系统的供压，保证系统处于设定工作状态下。
西门子S7－300PLC系统主要满足操作盒按钮以及配合安全继电器、液位传感器等满足安全方面的需求。
上位机软件通过NI OPC系统实现与PLC的以太网通讯，来实现数据的传递和相关液压系统气动控制阀的操作。
上位机通过对冷热循环机组控制温度的设置，配合相关液压系统管路实现对油温的试验需求控制。
2基于LabVIEW的软件系统开发2．1软件系统结构本系统根据软件工程中“自顶向下，逐层细分”的设计原则，对软件结构进行了模块化、层次化的设计。
软件系统主体分后台程序模块和交互程序模块，其结构如图3所示。
图3软件结构图交互程序模块，该模块以事件驱动为主，提供人机交互的同时实现整个测试过程。
用户管理模块实现软件账户管理，对应不同操作模块需要不同等级权限；参数模块中可以对压力、温度等传感器数字标定，导入不同样件的电流驱动参数表；测试模块中，曲线配置模块可以满足对不同测试曲线的快速生成，减少实验员的工作强度；手动测试模块主要用于调试阶段，对所有可控机械电气元件实现手动控制并进行试验操作；自动测试模块包括PPV、QPV两大类九种测试，每种测试通过动态调用打开单独的测试程序。
后台程序模块，该模块包含整个软件系统需要在后台运行的程序。
初始化模块在软件系统运行伊始实现整个系统的初始化工作；数据采集模块实现电流、压力、流量等参数的同步采集并按照实际测试需求设计了相应的数字滤波模块；仪器通信模块提供对冷热机组、可编程电源、PLC等仪器的数据通信，满足测试系统的控制需求；实时状态监控模块首先实现各安全参数在安全条件下运行，一旦超出设置采取对应的报警和控制措施，其次，实现对伺服电机的实时控制满足系统对压力的控制需求。
由于本系统需要针对大量数据的采集以及在线处理，因此在交互程序模块、后台程序模块本身及其两者之间较多的使用了LabVIEW环境下的“生产者－消费者”模式。
以队列的方式防止数据的丢失以及减少对系统资源的消耗。
当然同时也使用到了全局变量、共享变量等方式实现各模块间的数据交互和共享。
2．2软件功能模块设计本测试系统软件涉及较多模块化设计内容，在此将就重要模块做简单介绍。
（1）数据采集与处理模块数据采集和处理是测试系统的根本，直接关系到试验数据的可靠性和真实性，对后续数据分析有着至关重要的作用。
本课题使用cDAQ系统提供的模拟输入定时引擎配合NI DAQmx 驱动函数来实现对多通道、多设备的同步采集。
配置系统以50K 的采样率采样，软件系统每200ms读取一次缓存中的多通道数据，并将数据送入队列供数据采集线程处理。
通常数据采集系统采集到的数据都伴随着噪声干扰，而本系统在考虑电磁干扰的同时还伴随着其特有的数据特性：电磁阀在设计上为了保证能够有快速响应的特性，驱动电流以正弦波的形式高频抖动，且随着电流的改变，抖动振幅会发生变化。
因此，采集到的数据均有一定的脉动，如果对数据不进行处理将无法考究电流与压力、流量等的特性曲线，从而影响磁滞的判断。
软件系统设计了数据处理模块，对采集到的数据进行实时贝塞尔低通数字滤波以满足系统数据处理要求。
在LabVIEW环境下提供了Digital Filter Design Toolkit 工具包帮助实现数字滤波设计，通过DFD Bessel Design函数创建一个数字贝塞尔无限脉冲响应（IIR）过滤器，配置滤波方式、截止频率和阶数。
随后将滤波器配置流赋给DFD Filtering 函数实现对输入信号的连续滤波。
整个数据采集与处理的软件程序框图如图4所示。
图4数据采集与处理程序框图（2）伺服控制模块测试系统通过两套电液伺服系统实现样件进口和出口的压力控制，伺服控制模块通过读取压力传感器反馈，使用模糊PID 算法实现对压力的控制。
该模块中，根据不同试验类别和管路特性分别对△K p、△K i、△K d三个参数进行实时整定，并将整定后的参数值输入到PID控制器中，最后由PID控制器计算出系统所需的控制电压，该电压值将由板卡实时输入到伺服控制器对电机进行转速调节，从而控制控制口压力。
在LabVIEW环境下使用PID and Fuzzy Logic Toolkit 下的函数节点可以方便的配置控制程序。
FL Load Fuzzy System函数加载特定配置文件；FL Fuzzy Controller函数将整定好的参数配置给PID函数，PID函数节点可以配置设定值、输出范围和过程值。
2．3测试流程及用户界面设计本系统有多类测试项目，为了合理分配系统资源，自动测试程序通过主界面上选择，以动态调用的方式加载测试程序及测试界面。
加载完成之后，实验员需要根据试验内容配置压力、温度等试验值并加载相应的电流控制曲线或者压力控制曲线。
当测试开始后，自动测试程序会动态加载自动控制模块，该模块主要包括状态机控制和曲线参数发送。
LabVIEW环境下的状态机编程可以实现自动测试的逻辑流程控制，并在条件满足后发送（下转第25页）22《工业控制计算机》2015年第28卷第1期（上接第22页）测试曲线控制指令，如图5a 为状态机流程图。
图5a 状态机控制流程b 自动测试软件界面其他测试程序在软件结构上拥有相似的模块，区别在于管路切换、参数条件以及特征需求不同造成的在线处理方式区别。
3试验结果分析以P－I 特性测试为例，如图6所示是一产品在P 口压力为2300kPa 、温度为－20℃、驱动电流以三角波的方式变化（0mA →1500mA →0mA ，驱动参数：Chopper ＝3000Hz ，Dither Fre-quency＝90Hz ）下的性能曲线图。
