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基于虚拟仪器的汽车减振器实验台测试系统设计摘要减振器是汽车悬架系统的重要组成之一，高性能的减振器对于设计阶段就能够预测减振器的整体性能并作为性能改进的依据，无疑本文对此展开研究，并以常用的某型车用双筒液压减振器为研究对象对其结构进行分析，结合虚拟仪器图形化编辑语言labview软件建立了用于汽车减振器测试系统的虚拟测试系统模型，进行以下几方面探究：1. 模拟现场阻尼力信号，位移信号，设计出带噪音的正弦波形发生器和余弦波发生器。
2. 利用虚拟仪器强大的信号处理功能，实现对模拟信号的拟合，微分，滤波等处理，观察示功特性曲线与速度特性曲线。
3. 对阻尼力信号进行频谱分析4. 对阻尼力信号进行监测,完成对减震器是否合格的判断。
5. 完成测试结果的的读取和打印。
关键词：减振器，阻尼特性，位移特性，速度特性，示功特性,虚拟仪器Virtual instrument based on the experimental vehicleshock absorber test system designAbstractVehicle suspension shock absorber system is an important component of one of the shock absorber for high-performance design stage to predict the overall performance of shock absorber and as a basis for improved performance, no doubt a study this paper and used Vehicle used a double-hydraulic shock absorber for the study to analyze its structure, combined with virtual instruments labview graphical editing software language established test system for automotive shock absorber system model of the virtual test for the following aspects Inquiry:1. Analog signal at the scene damping force and displacement signals, the design of the sinusoidal waveform with the noise generator and a cosine-wave generator.2. The use of virtual machines powerful signal processing functions, the realization of the fitting of the analog signal, differential, filtering, processing, observation indicator and speed characteristic curve characteristic curve.3.Damping force of the signal spectrum analysis4. Signal of the damping force to monitor completion of the shock absorber to determine whether the qualified5. To complete the reading test results and print.Key words: shock absorber, damping characteristics, displacement characteristics, speed characteristics, indicator properties, virtual instrument目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (3)1.1研究的目的和意义 (3)1.2汽车减振器概述 (1)1.2.1减振器在汽车中的作用 (2)1.2.2减振器的类型 (3)1.2.3汽车减振器的工作原理 (5)1.2.4汽车减振器的阻尼特性与速度特性 (6)2基于虚拟仪器实现汽车减振器测试系统的设计思想 (5)2.1.虚拟仪器概述及LabVIEW软件设计简介 (5)2.2减振器测试系统的结构原理图 (6)2.2.1汽车测试系统图 (6)2.2.2基于虚拟仪器测试系统软件设计结构图 (7)2.3试验台主机结构 (7)3基于虚拟仪器关于数字信号处理与分析方法 (8)3.1 数字信号处理与分析概述 (8)3.2 离散数字信号的频谱分析方法 (11)3.2.1数字式虚拟频谱分析原理流程图 (9)3.2.2 数字计算机研究傅里叶变换DFT理论 (9)3.2.3虚拟仪器DFT的FFT处理流程 (10)3.2.4 频谱分析中窗函数理论 (10)3.3离散数字信号的滤波分析 (11)3.3.1经典数字滤波器原理 (11)3.3.2 数字滤波器的概念 (11)3.3.3 经典数字滤波器的分类 (12)3.3.4 三种常用的最佳逼近特性滤波器 (142)4基于虚拟仪器的汽车减振器测试系统LABVIEW软件设计主体内容 (14)4.1基于Labview软件设计下，汽车减振器测试系统的实验演示流程 (14)4.1.1开始输入加噪的阻尼力信号与位移信号的实验结果演示 (14)4.1.2经过滤波处理后的信号实验结果演示 (186)4.2汽车减振器信号发生器子vi模块功能说明 (19)4.2.1信号发生器子vi各程序模块功能说明 (19)4.2.2信号发生器子vi程序运行原理说明 (20)4.3汽车减振器滤波器子vi模块功能说明及图形演示. (20)4.3.1滤波器子vi各程序模块功能说明 (20)4.3.2滤波器子vi实验图形演示. (22)4.4汽车减振器频谱分析子vi模块功能说明 (23)4.4.1频谱分析子vi各程序模块功能说明 (23)4.4.2频谱分析子vi程序运行原理说明 (25)4.5汽车减振器监测检验子vi模块功能说明 (25)4.5.1监测检验子vi程序各模块功能说明 (25)4.5.2监测检验子vi程序运行原理说明 (26)4.6汽车减振器数据的存读子vi模块功能说明及图形演示 (27)4.6.1存读子vi各程序模块功能说明 (27)4.6.2存读子vi在实验图形演示. (29)4．7汽车减振器主VI 程序设计总体说明及主面板演示图 (31)4.7.1汽车减振器主面板演示图 (31)4.7.2减振器主VI 程序设计总体说明及原理图 (32)5结论 (34)5.1论文研究的主要内容 (34)5.2论文研究的减振器测试系统设计的不足与展望 (34)参考文献 (37)致谢 (36)1 绪论1.1研究的目的和意义减振器是汽车悬架系统的一个重要组成部件，它的工作性能好坏直接关系到汽车操纵安全与乘坐舒适性，特别是液力减振器，其技术发展与理论研究早已引起人们的广泛关注。
商用车全车电气系统故障诊断试验台的设计设计商用车全车电气系统故障诊断试验台是为了提高商用车电气系统故障的快速诊断和修复能力，从而提高车辆的运营效率和可靠性。
下面将从功能需求、硬件设计和软件设计三个方面详细介绍该试验台的设计。
1.功能需求：（1）故障诊断功能：能够模拟和检测车辆电气系统的故障，并根据故障模式提供诊断信息。
（2）电路连接功能：提供与商用车电气系统的各个电路连接接口，能够接入车辆的电气系统进行实时测量。
（3）故障模式设置功能：能够设置不同故障模式，例如短路、开路、电压异常等，以模拟实际车辆中的故障现象。
（4）数据存储功能：能够存储故障诊断过程中的数据，例如故障码、测量数据等，以供后续分析和处理。
（5）人机交互功能：提供友好的人机交互界面，能够方便用户进行操作和查询相关信息。
2.硬件设计：（1）电气系统接口：设计与商用车电气系统的各个电路连接接口，包括电源接口、信号接口和通信接口，以满足与车辆电气系统的连接需求。
（2）实时测量模块：采用高精度的测量模块，能够实时测量各个电路的电压、电流和信号参数，并将测量数据传输给主控制单元。
（3）故障模式设置模块：设计故障模式开关和参数设置模块，用户可以通过设置开关和参数来模拟不同的故障模式，以满足诊断需求。
（4）数据存储模块：采用高速、大容量的存储模块，能够存储大量的故障诊断数据，并支持数据的读取和导出功能。
（5）人机交互模块：设计触摸屏和按钮等人机交互装置，方便用户进行设定、操作和查询相关信息。
3.软件设计：（1）故障诊断算法：设计故障诊断算法，能够根据实时测量数据和故障模式参数，判断车辆电气系统是否存在故障，并给出具体的故障诊断信息。
（2）故障码库：建立丰富的故障码库，能够根据诊断结果给出相应的故障码以及对应的故障排除措施。
（3）人机交互界面：设计友好的人机交互界面，能够显示实时测量数据、诊断结果和故障码等，并支持设定故障模式和查询历史记录等功能。
汽车 EPS 试验台的设计及试验研究随着汽车行业的不断发展，其安全性越来越得到广泛的关注，电动助力转向系统（EPS）作为安全的重要保障，日益得到广泛的应用。
为了确保EPS在汽车中的稳定性和可靠性，在其研发和设计阶段需要进行严谨的试验和研究。
因此，本文设计了一种汽车EPS试验台，并进行了试验研究，旨在为EPS的研发提供可靠的基础数据。
一、汽车EPS试验台设计1.试验框架结构设计试验框架结构主要由试验用台架、试验悬挂系统、EPS测试系统组成。
台架为I型钢焊接而成，尺寸为1500mm*1500mm*1500mm。
试验悬挂系统采用四柱式气动拉杆，并配备防震圆片。
EPS测试系统由EPS测试台、EPS调制电源、电压表组成。
2.试验系统设计EPS测试台由测试工位,操纵机构，转向轮和传感器等组成。
测试工位上设有反力装置，可减小EPS系统的负荷。
操纵机构采用机械操纵和电子操纵两种方式，能够通过转向轮对EPS 进行控制。
传感器采用离子钠级别的压电传感器和光学传感器，可对试验数据进行采集和处理。
EPS调制电源主要是对EPS系统进行电气测试时所采用的电源，可承受EPS测试过程中的高电压电流。
电压表主要用于测试EPS系统的电压。
二、试验研究为了检测EPS系统在不同环境中的性能表现，我们针对EPS 的转弯力矩、电机功率、功率因数、噪音和振动等参数进行了试验研究。
1.转弯力矩试验通过对EPS系统进行不同强度的转弯，比较输出力矩，得到EPS的转弯力矩曲线。
测试结果表明，EPS的转弯力矩主要受到转弯角度和EPS系统的真实负载等因素的影响，实验数据可用于优化EPS转向系统的控制算法。
2.电机功率试验在不同的速度下，对EPS系统功率进行试验研究，掌握其转向过程中的功率消耗情况。
实验结果表明，EPS的运行效率受到不同运行状态、动力负载以及环境温度的影响，功率消耗也存在明显差异。
3.功率因数试验在不同电压下，对EPS系统的功率因数进行试验研究。
汽车液压动力转向器试验台测控系统设计与开发摘要:随着科学技术的发展,我国人民生活水平的日益提高,越来越多的人开始重视汽车的开发研究。
众所周知,车辆液压助力转向器实验台也是目前实现了车辆的相应技术研究开发与性能试验等工作能力的一个主要试验装置,该试验设备装置的成功问世也为开发车辆技术提供了对相关的汽车部件参数的科学合理的选择方法和对新能源车辆参数的配置优化等技术方面有力的支撑保证,不仅是如此,试验台装置还在很大一定的程度意义上也提高到了相关车辆技术的研究开发效益。
关键词:汽车液压动力转向器测控系统研究试验台开发引言发展节能新车市场业已被上升至为一项国家战略,对于进一步减轻汽车行业环保污染与企业能耗压力,促进我国汽车行业的转型与升级,有着其重大意义。
但目前中国的汽车行业发展还仅仅处在一个刚开始起步的阶段,科技水平并不十分领先,在关键整车零部件以及一些重要汽车零配件产品的研究开发设计与批量试生产的过程发展中技术瓶颈突出。
车辆试验台系统的最终控制系统建立,可以被直接地用于完成对试验车辆整机零件总成及其他关键零部件总成等部件进行的安装调试、标定检验和车辆其他零部件各项及整机特性参数的试验检测,进而可以大幅地缩短汽车整机零部件测试装配与调试标定等的工作时间点和人员工作量,减少了风险投入与成本。
一、试验台基本结构汽车试验台系统主要由汽车机械部分系统与汽车测控仪表系统二部分构成。
车辆试验台系统是一个相当复杂庞大的试验系统,它设计不复杂但却需要能够模拟各种车辆的不同工况的正常行驶的工况条件和车辆工作的模式,同时还能够用来对各种车辆的重要的零件性能进行检测。
试验台项目建设初期的主要目标将是建立一个完全可以独立实现的新能源汽车试验研究的综合平台,涵盖了混合电动力、纯混合电动、燃料电池汽车以及纯电动混合汽车中的电控混合电驱动转向系统、复合制动系统技术以及汽车核心底盘动态控制等技术方面的试验研究开发与试验。
试验台由控制器、发动机、开关磁阻电动机、电源、电磁离合器、自动变速器、车轮、ABS制动器、齿轮减速器、直流电力测功机、惯性飞轮和传感器等组成。
电动汽车用驱动电机系统下线测试台架技术要求与试验方法电动汽车用驱动电机系统下线测试台架技术要求与试验方法1. 引言如今，随着电动汽车的快速发展和普及，电动汽车用驱动电机系统下线测试台架的技术要求与试验方法也日益受到关注。
对于电动汽车的驱动电机系统，下线测试台架是非常重要的，它可以帮助汽车制造商检测和评估驱动电机系统的性能和可靠性。
本文将针对这一主题展开深入探讨。
2. 技术要求2.1 功能要求在设计电动汽车用驱动电机系统下线测试台架时，首先需要考虑的是其功能要求。
该测试台架需要能够对驱动电机系统的各项性能参数进行全面测试，包括但不限于动力性能、效率、噪音、振动等。
还需要具备数据采集、分析和报告输出等功能，以便对测试结果进行准确评估。
2.2 安全要求考虑到测试台架在实验过程中可能会涉及高电压和高速旋转的部件，安全要求显得尤为重要。
测试台架需要具备完善的安全防护措施，如过流、过压、过载等保护装置，以防止意外事件发生。
2.3 精度要求在进行驱动电机系统的性能测试时，测试台架需要具备较高的精度要求。
这包括传感器的精度、数据采集与处理的精度等方面。
只有具备较高的测试精度，才能准确评估驱动电机系统的性能指标。
3. 试验方法3.1 静态试验静态试验是评估驱动电机系统静态性能的重要手段。
在测试台架上，可以通过施加适当的负载，测量电机的静态响应特性，并据此评估其输出扭矩、效率等指标。
3.2 动态试验动态试验则是评估电动汽车驱动电机系统动态性能的关键方法。
通过在测试台架上模拟汽车行驶过程中的加速、减速、匀速等工况，可以评估电机的动态响应特性、控制性能等指标。
3.3 耐久性试验电动汽车用驱动电机系统在实际使用中需要具备较高的可靠性和耐久性。
测试台架还需要能够进行耐久性试验，包括连续工作、循环工作等。
通过耐久性试验，可以评估电机系统在长时间工作状态下的性能表现。
4. 个人观点与理解电动汽车用驱动电机系统下线测试台架的技术要求与试验方法对于保障电动汽车的性能和可靠性具有重要意义。
机车柴油机试验台测试系统设计机车柴油机试验台测试系统设计随着交通工具的快速发展，机车柴油机作为一种重要的动力来源，在运输行业中有着广泛的应用。
为了确保机车柴油机的性能和可靠性，需要对其进行严格的测试。
机车柴油机试验台测试系统的设计和开发对于提高机车柴油机的质量和性能具有重要意义。
1. 引言机车柴油机试验台测试系统是一种专门为机车柴油机研发和测试而设计的系统。
通过该系统，可以对机车柴油机进行各种试验，包括性能测试、故障检测、燃料消耗测试等。
该系统的设计目的是提高机车柴油机的生产效率和质量，并确保机车柴油机在各种工况下的可靠性。
2. 设计原理机车柴油机试验台测试系统的设计主要基于以下原理：(1) 测试对象：机车柴油机的主要测试对象是发动机，包括其动力输出、燃油消耗、振动等。
因此，该系统需要能够准确测量和记录这些参数，并将其与机车柴油机的性能指标进行比较。
(2) 测试环境：机车柴油机的工作环境往往是恶劣的，如高温、高湿度和尘土等。
测试系统必须能够模拟这些恶劣环境，并确保机车柴油机在这些环境下的稳定性和可靠性。
(3) 测试过程：测试系统需要提供一系列的测试过程和流程，以确保机车柴油机的整体性能得到全面检测。
测试过程需要设计合理、简洁，并便于操作和分析。
3. 系统功能机车柴油机试验台测试系统应具备以下功能：(1) 数据采集和分析：系统能够采集机车柴油机的关键参数，并将其记录下来。
同时，系统还能够对采集到的数据进行分析，并给出相应的评估和建议。
(2) 工况模拟：系统能够模拟机车柴油机在各种工况下的工作状态，并确保其在不同环境下的性能和可靠性。
(3) 故障检测与诊断：系统能够检测机车柴油机的故障，并根据故障的特点和程度给出相应的诊断和处理建议。
(4) 控制和调节：系统能够控制机车柴油机的工作模式和参数，以提高其工作效率和稳定性。
4. 设计与实现机车柴油机试验台测试系统的设计与实现需要考虑以下几个方面：(1) 硬件设计：包括数据采集和控制设备的选型和接线，以及机车柴油机的测试台架设计和搭建。
电动汽车动力测试平台设计及试验分析首先，该平台需要具备一个可调节的电机，用于模拟电动汽车的动力系统。
电机的输出可以根据需要进行调节，以模拟不同驾驶条件下的动力需求。
其次，该平台需要配备一个电池组，用于为电动汽车提供电力。
电池组的容量和性能应当与实际电动汽车的电池相匹配，以确保测试结果的准确性。
此外，该平台还需要一个电动汽车模型，用于模拟电动汽车的行驶过程。
该模型应包括车身、车轮等组成部分，并能够与电机和电池组进行连接。
在进行测试时，可以通过控制电动汽车模型的加速和制动来模拟各种行驶情况，例如起步、加速、匀速行驶和减速等。
同时，可以监测电动汽车模型的动力输出和能量消耗，以评估电动汽车的动力性能和能效。
另外，为了更准确地评估电动汽车的动力性能，测试平台还需要配备必要的传感器和测试仪器。
例如，可以安装在电动汽车模型上的转速传感器，用于测量电机的转速。
还可以使用电流传感器和电压传感器，以监测电池组的工作状态和能耗。
另外，可以使用数据采集系统来记录和分析测试数据，以便进行进一步的研究和评估。
在试验分析方面，可以通过收集和分析测试数据来评估电动汽车的动力性能和能效。
例如，可以通过电机转速和电机输出扭矩来评估电动汽车的加速性能。
可以通过测量电池组的电流和电压以及车辆的行驶距离来评估电动汽车的能效。
此外，还可以进行不同测试条件下的比较试验。
例如，可以比较不同电池组的性能，评估它们的充电速度、能量密度和续航里程等指标。
也可以比较不同电机的性能，评估它们的效率和扭矩输出等指标。
通过这些试验分析，可以为电动汽车的设计和研发提供有力的参考依据。
综上所述，电动汽车动力测试平台的设计及试验分析对于评估电动汽车的动力性能和能效具有重要意义。
通过适当的模拟和分析，可以为电动汽车的设计和改进提供有益的信息和指导。
汽车自动变速器试验台的设计随着汽车产业的不断发展，汽车的自动变速器在车辆中扮演着非常重要的角色。
自动变速器的性能直接影响到汽车的行驶舒适性、燃油经济性和耐用性。
对于汽车自动变速器的设计和研发工作显得十分重要。
在汽车自动变速器的研发过程中，试验台是必不可少的设备之一。
试验台可以对汽车自动变速器进行各种工况下的模拟测试，以验证其性能和可靠性。
本文将针对汽车自动变速器试验台进行设计讨论，包括其结构、功能和关键技术，以及相关的设计考虑和挑战。
一、试验台结构汽车自动变速器试验台是由多个子系统组成的综合测试设备，其主要包括：传动系统、液压系统、控制系统和数据采集系统。
传动系统负责为变速器提供负载和驱动力，模拟车辆行驶工况；液压系统则负责变速器内部动力传递的模拟测试；控制系统用于对试验台的各项参数进行监测和调节；数据采集系统用于记录试验过程中的各项数据指标。
传动系统通常由电机、减速器和转动模拟装置组成，通过这些装置可以实现对变速器输入轴的加载和转动。
液压系统则由液压泵、阀门和油箱等组件构成，用于模拟变速器工作时的压力和流量条件。
控制系统一般使用PLC或者工控机来实现对试验台的自动控制和数据采集。
数据采集系统采用各种传感器和数据采集卡来实现对试验过程中各项参数的实时监测和记录。
二、试验台功能汽车自动变速器试验台的主要功能包括：整体性能测试、疲劳寿命测试、耐久性测试、热性能测试等。
通过这些功能的测试，可以验证汽车自动变速器在不同工况下的性能和可靠性，为其在实际车辆中的使用提供数据支持。
整体性能测试主要包括变速器的换挡平顺性、传动效率、扭矩传递能力等指标的测试；疲劳寿命测试主要是通过不断模拟变速器在长时间高负载工况下的工作状态，来评估其在长期使用过程中的可靠性和耐久性；耐久性测试则是通过长时间高负载的持续循环测试，来验证变速器在极端工况下的可靠性；热性能测试是通过对变速器在高温或低温环境下的工作状态进行模拟测试，来验证其在极端温度条件下的性能和可靠性。
仪器仪表Instrumentation《自动化技术与应用》2003年第22卷第1期车辆试验台测试系统设计方法探讨De sign of the Vehicle Transmission Te st-Bed北京理工大学 陈 漫 马 彪 曹 毅Chen Man ,Ma Biao ,Cao Yi摘要:本文讨论了车辆传动试验台测试系统的组成、软硬件设计。
详细说明了数据采集卡的选取、信号干扰的抑制以及多任务/多线程、多媒体定时器、M AT LAB 引擎等在软件开发中的应用。
在此基础上实现的系统在应用中取得了良好的效果。
关键词:数据采集 软件开发 信号干扰Abstract :The composition o f vehicle transmission test-bed and its so ftware and hardware designs are discussed in this article.It also illuminates in detailhow to choose the DAS card ,restrain the signal disturbances and applications o f multitask/multithread ,the multimedia timer and MAT LAB en 2gine.The system built with these methods implements quit well in real work.K ewords :Data acquisition So ftware development Singal disturbance中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:100327241(2003)01200432031 前言车辆传动系统试验台是车辆传动系统开发研究的客观需要。
传动系统部件的基础理论研究、优化设计、部件间的性能匹配等都需要高性能的台架试验设备作为辅助工具。
在传动系统及部件研制过程中,依靠高性能的传动试验台可以将后期实车试验的大部分在台架上完成,从而降低研究成本,缩短开发周期。
传动试验台主要由被试件、加载元件(加载泵、测功机等)、动力元件、试验台监测与控制系统等。
本文介绍了测试系统的硬件构成,阐述了多任务/多线程、多媒体定时器、M AT LAB 引擎等在软件开发中的应用。
2 硬件系统系统硬件包括:前置放大器、低通滤波器、数据采集卡、工业控制机、显示终端、打印机及其他附件。
硬件系统框图见图1。
图1 硬件系统框图211 信号调理信号调理是为了确保输入信号进入数据采集卡之前得到必要的调整。
待测的转矩、转速、压力、温度等非电信号通过传感器转换为电信号。
这些信号通常比较小,必须进行放大;同时,为抑制干扰,剔除无用信号,还必须进行滤波处理。
本系统的信号调理包括前置放大器和低通滤波器,前置放大器的频带宽度34 Techniques of Automation &Applications |《自动化技术与应用》2003年第22卷第1期仪器仪表Instrumentation应配置恰当,以避免引入不必要的干扰。
低通滤波器的截至频率应为数据采集卡单通道采样频率的015倍。
212 数据采集卡数据采集卡是测试系统的核心元件,决定着系统的性能。
数据采集卡应根据实际情况进行选择,本系统选用研华公司PC L-1800数据采集卡,主要依据采样频率和分辨率两相指标。
(1)采样频率根据奈魁斯特采样定理,保证所采集的信号不失真的必要条件是采样频率应大于信号最高频率的两倍以上,工业上一般为10倍[1]。
以发动机输入转速为例,最高转速n为5000rpm,最高取10次谐波阶数k,则信号最高频率f max=n3k/60。
此为单通道最高频率,由于输入信号不止一个,计算最高频率时还应记入通道数m,本系统为16通道,则数据采集卡最低采样频率为f =103n3k3m/60,约为135kH z。
(2)分辨率数据采集卡分辨率应根据系统待测信号所需分辨率确定。
试验中所要测的量有转矩信号、转速信号、压力信号和温度信号,信号调理使得进入采集卡为0～5V电压信号。
各信号所需分辨率如表1所示,输入信号最高分辨率要求为1/1000。
表1转矩转速压力温度测量范围0～5000N1m0～5000rpm0～500℃信号电压0～5V0～5V0～5V0～5V分辨率1/10001/10001/1001/100 PC L-1800数据采集卡最高采样频率为330kH z,12bit,分辨率1/4096,16通道单端输入,完全能满足系统要求。
另外,片内集成多路开关、测量放大器及取样保持放大器,无需额外设计采样/保持放大电路,有助于简化电路设计,减少噪声的引入。
并且板内带有1k字节的FIFO存储器,能很好的解决信号的连续采样问题[2]。
213 工业控制机工业控制机为研华PC610,主频100,倍频615,内存256M,扩展槽丰富,便于扩展,且性能稳定,抗干扰性强。
214 抗干扰性抗干扰性对系统的重要性不言而预,尤其对于传动试验台这样工作环境恶劣的系统。
系统噪声的引入主要通过导线传导、电源、接地电位差几个途径。
以下介绍抑制噪声的一些方法。
(1)信号的隔离。
将输入信号双绞有利于消除磁感应的噪声,将输入信号屏蔽可大大减小通过电容耦合的噪声。
屏蔽外皮应正确接地,即与现场地相连。
(2)电源噪声的抑制。
不干净的电源本身即是一个噪声源,因此应尽量选用带有噪声抑制技术的供电电源。
(3)数据采集系统采取适当方式良好接地是抑制外部噪声最重要的措施之一。
系统内部各部位应遵守“单点接地”原则,即模拟地与数字地,信号地与电源地均分开处理,最后接至一个总的系统接地点。
3 软件系统软件系统应用Visual C++610集成开发环境、M AT LAB矩阵运算语言以及研华为PC L-1800提供的动态连接库(D LL),采用面向对象的程序设计方法在WindowsNT下进行设计。
软件系统要解决的主要任务有:控制A/D转换、进行数据传递、数据处理及数据的存储、显示等。
基于面向对象的程序设计思想及Windows消息驱动机制,将软件分为数据采集模块、数据处理模块、实时显示模块及系统维护模块。
系统框图如图2所示。
图2 软件系统框图311 数据采集模块数据采集模块是监测系统软件的核心。
该模块要控制数据采集板设备的开启/关闭、模数的转换、转换状态的检查、数据缓冲区的分配与消除以及数据的打包传递等。
所用到的编程工具主要是VC++610及研华为PC L-1800所提供的动态连接库。
此动态连接库包含很多为PC L-1800提供的硬件驱动函数,只要将产品光盘中的ADS API321LI B文件加入到VC++610开发环境的工程中即可使用,非常方便,且功能强大,可以极大的减44|Techniques of Automation&Applications 仪器仪表Instrumentation《自动化技术与应用》2003年第22卷第1期少编程工作量。
本系统用到的函数有DRV DeviceOpen()、DRV DeviceClose()、DRV FAIIntScanS tart()、DRV FAICheck()、DRC FAIT rans fer()、DRV FAIS top()等,分别用于开启/关闭设备、开始/停止转换、检查转换状态、数据转移等。
为实现连续的数据采集,数据采集与数据的传递应同时进行,这就要用到Windows 系统的多任务/多线程机制,该机制将CPU的运行分成许多小的时间片,各程序在其自己的时间片内单独的运行。
用微软MFC库类中的A fx BeginThread函数建立线程。
这里为数据采集和数据的传递分别建立独立的线程。
数据采集线程由外部程序激活进行模数转换,所得数据写入PC L-1800自带的FIFO中,为FIFO设定一个数值,当转换次数达到该值时DRV FAICheck 状态检查函数返回一个状态值,激活数据传递线程,数据被传递至缓冲区,并返回一个指向缓冲区的指针,通过该指针就可以对数据进行后续处理了。
这里需要注意的是,由于模数转换是系统中最重要的部分,应给数据采集线程更高的优先级,使其不至被其他程序的运行影响。
另外,为使系统更加稳定,数据采集线程与存储线程应通过临界区保持同步。
312 实时显示模块对于数据采集系统,需要随时可以观察已采集的数据。
为不和数据采集模块在时间上相冲突,应为实时显示模块建立独立线程。
该线程随时调用数据缓冲区内的数据,捡拾出各通道数据,计算出每个点在计算机屏幕上的相对坐标,实时显示每条曲线。
为使显示曲线具有动态效果,应使每组曲线显示之间有一定间隔,即显示前一条曲线后间隔一段时间再显示下一条曲线。
这里应用Windows多媒体定时回调机制,即T imeSetEvent和T imeK illEvent[3]。
用它们建立的多媒体定时器定时精度很高,能够真正实现最小周期为1ms的定时。
当定时时间到后,程序会立即转向定时回调程序,激活实时显示线程,该线程到缓冲区调用数据,进行计算并显示。
具体的定时时间,应在编程过程中反复实验,以找到合适的视觉效果为准。
图3为动态换档过程中变速箱输出转矩图,可能看出显示效果良好。
313 数据处理模块本系统数据处理模块是用来完成数据的储存、计算、分析等功能。
采用C语言和M AT LAB混合编程的方法开发。
M AT LAB 是MathW orks推出的一种面向工程和科学计算的矩阵运算语言,具有强大的数据处理能力及与一些高级语言的接口能力[4]。
为在C语言中调用M AT LAB函数,要用到M AT LAB引擎技术。
这样就可以在外部程序中利用M AT LAB强大的数据处理能力,进行诸如FFT等复杂的计算,从而减轻编程工作量并且易于扩充。
数据储存为.m文件,可以直接为M AT LAB所有。
图3 变速箱输出转矩314 系统维护模块这部分主要是进行系统设置,如A/D转换频率、转的时间、各通道参数等等;还有系统出错响应、报警提示等功能,是维护系统正常运行所必须的。
由于WindowsNT系统运行时会出现一些意外例程,这部分程序要在应用中不断完善。
4 结论本系统在开发完成后经过一段时间的应用。
实际结果表明,系统各项指标符合要求,运行稳定,效果良好,达到了预期的目的。
本文论及的数据采集系统硬件选取与设计及软件开发方法的应用是可行的,对相关系统的开发有一定的参考价值。
5 参考文献[1] 沈兰荪1数据采集与处理[M]1北京:能源出版社, 1987[2] PC L-1800User’s Manual[S].Advantech C o.Ltd,1994[3] [美]Charles Wright等著1Visual C++程序员实用大全[M]1中国水利水电出版社,2001[4] 薛定宇,陈阳泉1基于M AT LAB/S imulink的系统仿真技术与应用[M]1北京:清华大学出版社,2002陈漫(1977-),男,硕士在读,研究方向:车辆自动变速。
