基于LabVIEW的汽车ABS测试系统设计
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基于LabVIEW的汽车ABS测试系统设计
张文广;杜春臣;司利增
【期刊名称】《机械制造与自动化》
【年(卷),期】2012(041)005
【摘要】ABS是汽车的一种重要主动安全装置.以图形化编程软件LabVIEW为核心,结合数据采集卡,设计了汽车ABS测试系统.该系统能够实现制动车速、制动距离、角速度、滑移率等性能参数的实时显示与存储,便于对ABS性能进行分析以及对控制算法进行优化改进,从而为开发和研制汽车防抱死制动系统提供了测试依据.【总页数】3页(P133-134,149)
【作者】张文广;杜春臣;司利增
【作者单位】长安大学汽车学院,陕西西安710064;长安大学汽车学院,陕西西安710064;长安大学汽车学院,陕西西安710064
【正文语种】中文
【中图分类】TH12;TP391.76
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华侨大学厦门工学院虚拟测试技术课程设计报告题目:基于LabVIEW的汽车参数监测设计专业、班级:学生姓名:学号:指导教师:20 年月日目录1.虚拟仪器技术的介绍2.设计目的3.设计思路4.设计过程5.设计总结与体会6.参考文献一、虚拟仪器技术的介绍美国国家仪器公司NI(National Instruments)提出的虚拟测量仪器(VI)概念,这种新兴技术使得传统仪器领域发生了重大变革,它引导出了一个“即软件即是仪器”的全新理念,使得网络技术和计算机得以在仪器领域获得长足的发展。
所谓虚拟仪器,即是用计算机作为整个仪器系统的硬件平台,在计算机自带的存储、运算、调用、回放功能下以实现各种仪器所需要的功能。
作为虚拟仪器最有代表性的图形化编程软件,美国NI公司研发的LabVIEW软件在各种虚拟技术上得到广泛的应用。
与传统的文本编程语言依据语句和指令的文本顺序决定其程序的执行顺序相比, LabVIEW编程采用一种图标代替文本行创建应用程序即数据流编程方式。
程序的执行顺序依据为程序框图中节点之间的数据流向。
LabVIEW程序之所以被称为VI(Virtual Instrument)即虚拟仪器,是因为现实世界中的仪器在它的界面控件与操作都有对应的体现。
LabVIEW提供了大量的工具箱和函数库,并集成了很多仪器硬件库。
LabVIEW编程支持多种操作系统平台,并且在任何一个平台上开发的LabVIEW应用程序可直接移植到其它平台上,具有很好的可移植性。
二、设计目的1.掌握LabVIEW软件的编程方法2.培养综合应用所学知识来指导实践的能力三、设计思路本设计是基于汽车仪表盘而设计,可以显示汽车速度、发动机转速、远近光灯、左右方向灯、雾灯、油量表、发动机温度,根据系统时间改变而改变。
四、设计过程这部分是转速、车速和温度部分,通过一个数值输出按钮模拟油门,油门来调整转速,再乘上适当数值模拟车速。
当转速和车速超过设定值时触发温度、车速、转速的警报。
汽车ABS控制器性能测试系统设计王岩;左付山;羊玢;吴志敏;孙宁【摘要】This paper uses MATLAB and LABVIEW co-simulation and hardware-in-the loop simulation technology to set up the auto-mobile anti-lock braking control er test bench, analyzes the ABS working mode and fault state by experiment, which can initial y re-flect the performance characteristics and state parameters of the control er, validate the correctness of the control er operation, and prove the HILs test system is reliable and practical.%利用MATLAB与LABVIEW联合仿真,结合硬件在环仿真技术,搭建了汽车防抱死制动控制器试验台,对ABS工作模式和故障状态进行了试验分析,能够初步体现控制器的性能特征和状态参数,验证控制器运行的正确性,证明硬件在环仿真试验系统的可信性和实用性。
【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P208-209,215)【关键词】防抱死制动系统;硬件在环仿真系统;试验台【作者】王岩;左付山;羊玢;吴志敏;孙宁【作者单位】南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京210037;南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京210037;南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京210037;南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京210037;南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】U463.50 引言汽车防抱死制动系统是汽车主动安全的重要组成部分,目前已经逐渐成为汽车的标配产品。
一个基于LabVIEW的ABS传感器测试系统作者:张宏宇来源:《山东工业技术》2016年第04期摘要:本测试系统涉及一种汽车ABS轮速传感器测试系统,本测试系统采用工控机控制,采用LabVIEW编程,对工件进行全自动化测试,测试精度高,控制灵活,操作方便,可重复性强。
关键词:ABS;轮速传感器;LabVIEW;测试系统DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.04.2320 绪论ABS(antilock braking system),又称防抱死制动系统,是一种应用于汽车上的高技术制动系统。
而其中的轮速传感器,是该系统中重要器件。
通过轮速传感器,采集汽车车轮的转速,通过控制单元控制调节制动力,从而使汽车能够短矩离、安全的制动。
传统的测试方法为人工转动齿圈,通过万用表测量信号电压,通过示波器监视波形,而该测量方法测量缓慢,数据不易统计,且周期时间,齿圈个数等都不易测量。
而通过电机带动齿圈旋转,自动测量时,又易引入干扰,使数据测量不够准确,而现有的测试系统中,对干扰采用的信号调理时,又多采用硬件滤波的方式,会一定程度上改变信号的特性,从而影响上升、下降时间等参数的测量。
本文介绍了一种测量系统,采用全自动测量方式,自动上下工件,方便快捷,利用以LabVIEW编程的上位机测试系统进行测量,并对测量数据进行数字化滤波,实现了测量数据的精确,完整,可追溯性强。
1 轮速传感器的测量原理ABS轮速传感器的测量原理如下图1所示:Uv为传感器供电电压12V;Rm为检测电阻75Ω;Urm为信号电压,自电阻两端获得,是测试中所需要测试的参数;Ilow,Ihigh为实时信号值,其中典型值为Ilow=7mA,Ihigh=14mA,电流值通过Urm和Rm换算得到。
接通供电,通过旋转制动盘齿圏,气隙远近的周期性变化,会得到测量波形如下图2所示,如图所示,Ihigh为信号高电平,Ilow为信号低平,Tr为信号上升时间,Tf为信号下降时间,t1为信号高电平时间,T为信号周期,Tv=t1/T为占空比。
摘要本文首先介绍了汽车制动防抱系统(ABS)的历史和发展趋势,并对ABS的工作原理和控制方法进行了阐述和分析.以ABS模拟演示系统为实验平台,以LabVIEW软件编程为手段对ABS的工作过程进行模拟演示和研究。
本文研究的主要内容包括:1)从ABS的工作原理出发,结合ABS的基本结构研究了ABS的工作过程。
2)分析和研究ABS的控制方法,进一步深入研究ABS的最佳滑移率。
3)设计研究制作ABS试验台硬件系统,包括动力机械传动部分以及数据采集硬件系统。
4)设计制作ABS试验台的软件系统,开发研究基于虚拟仪器的ABS试验台数据采集和分析系统软件。
5)通过实时试验台ABS不同工况下的对比试验,检测分析汽车制动过程的参数和波形,进行试验数据的分析,深入研究ABS的工作过程和机理。
ABS试验台系统是本文的研究重点,其中动力传动部分成功模拟了实车制动过程机械结构设计上具有创新性。
软件程序用LabVIEW软件编写,由数据采集与分析模块和制动距离测量模块等组成,可动态测试和分析车速、制动减速度、制动距离、滑移率等重要参数,为客观评价和分析ABS系统性能提供了科学的依据。
通过实车制动试验数据和实验台制动试验的数据对比,证明该实验系统能较好地模拟实车的制动过程,达到了设计的要求。
为今后ABS的进一步研究提供了可靠的实验和验证平台。
关键词:汽车制动防抱系统(ABS),虚拟仪器,数据采集和分析ABSTRACTThis paper firstly introduced the history and trend of Anti-Lock Brake system(ABS) of car and had a deeply research and analysis on the working principle and control methods of ABS.The working process of ABS is simulated demonstrated and researched by using the ABS simulated demonstrate system as experiment platform and by means of LabVIEW program.The main content of the paper includes:1)Based on the principle of ABS and combined with its basic structure,the working process of ABS is studied.2)The control methods of ABS are analyzed and the optimized slippage ratio is deeply researched.3)The hardware system of ABS braking bench is designed and researched.It consists of dynamic and mechanical transmission and data gathering hardware system.4) The software system of ABS braking bench is designed and researched.The software of data gathering and analyze system based on virtual instrument is developed and studied.5)Through the comparison test on the real-time braking bench at different working conditions,the parameter, wave and experiment data is analyzed and the working process and mechanism of ABS is also deeply researched.ABS braking bench system is the emphasis of this paper.The dynamic transmission simulates the brake process of actual car and the mechanical structure design is an innovation.The software program written by LabVIEW is composed of data gathering and analyze module and brake distance testing module.It can do dynamic testing and analyze such Important parameters as speed, brake acceleration, brake distance and slippage ratio,etc.And provide scientific evidence for impersonally evaluating and analyzing the performance of ABS.The test system was proved that it can perfectly simulate the brake process of car by the test data comparison between actual car and braking bench and reached the goals of design, It also provide reliable testing and validate platform for further research of ABS.Key words:Anti-lock braking system, Data Gathering and analyze, Virtual instrument目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 汽车ABS防抱死制动系统的国内外研究现状 (1)1.3 ABS系统研究的目的和意义 (2)1.4 本文研究的主要内容 (2)第2章 ABS防抱死系统基本组成与工作原理 (4)2.1 ABS防抱死系统的组成与分类 (4)2.1.1 汽车ABS防抱死系统的基本组成 (4)2.1.2ABS防抱死系统的分类 (4)2.2 ABS防抱死系统的工作原理 (4)2.2.1 ABS的基本原理 (4)2.2.2 制动防抱死系统的控制和结构原理 (4)2.3本章小结 (4)第3章 ABS性能分析检测仪的组成 (8)3.1 汽车ABS系统建模 (8)3.1.1 汽车ABS系统建模 (9)3.1.2 轮胎模型 (11)3.1.3 液压系统模型 (11)3.1.4 制动器模型 (13)3.2 ABS主要控制方法 (14)3.2.1 逻辑门限值控制 (14)3.2.2 基本滑移率的控制 (16)3.3 ABS最佳滑移率寻优 (17)3.3.1 滑模极值寻优控制的基本原理 (18)3.3.2 ABS滑移率寻优 (20)3.4 本章小结 (21)第4章ABS性能分析检测仪硬件系统设计 (22)4.1 ABS性能分析检测仪硬件组成 (22)4.1.1 ABS数据采集系统组成 (22)4.1.2 ABS数据分析系统组成 (28)4.2 本章小结 (29)第5章ABS性能分析检测仪软件系统设计 (30)5.1 数据采集的基本原理 (30)5.2 数据采集软件系统 (32)5.2.1 数据采集与分析模块 (32)5.2.2 GPS卫星定位系统速度测量模块 (36)5.3 本章小结 (38)第6章ABS实验与分析 (39)6.1静态测试 (39)6.2动态测试 (39)6.3 本章小结 (43)结论 (44)设计存在问题及解决方法 (45)参考文献 (46)致谢 (49)附录A外文文献 (50)附录B外文文献的中文译文 (54)第1章绪论1.1 概述作为现代社会最重要的代步工具之一,汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的物品,自诞生的119年历史中,汽车已经发展为人类社会物质文明的一个重要标志。
基于LabVIEW和ARM的汽车ABS仿真及试验研究*初长宝1 , 张兴汪1 , 贾兴建1 , 朱锐21.南昌工程学院机械与电气工程学院, 南昌 330099E-mail: chuchangbao@2. 南昌工程学院院长办公室, 南昌330099E-mail: zhurui929@摘要:在建立整车动力学模型的基础上,采用逻辑门限控制方法,基于LabVIEW软件平台进行了汽车防抱制动系统电控单元仿真研究。
在仿真结果良好的情况下,基于ARM7 进行了防抱制动系统控制器开发。
结果表明,开发的控制器能够明显缩短制动距离,防止车轮抱死,实现了良好的汽车制动性能。
关键词:汽车,防抱制动,LabVIEW,ARMAutomobile Anti-lock Braking System Simulation Based onLabVIEW and ARM*CHU Changbao1 , ZHANG Xingwang1 , JIA Xingjian1 , ZHU Rui21. Nanchang institute of technology, Department of mechanical and electrical engineering, Nanchang 330099, P. R. ChinaE-mail: chuchangbao@2. Nanchang institute of technology, deanery, Nanchang 330099, P. R. ChinaE-mail: zhurui929@Abstract:Based on establishment of full-car dynamic model, the easiest actualized logic threshold control method was adopted to develop ECU of automobile ABS system on the basis of software LabVIEW table.The results proved that the ECU developed could achieve preferable braking performance. Most importantly, hardware -in -the -loop test could be carried out on the basis of this table, which could make the development of this ECU not be limited in the software simulation, but could be applied to practical use.Key words:Automobile,Anti-lock Braking System, LabVIEW,ARM1 引言1(Introduction)汽车防抱制动系统(anti-lock braking system)是现代汽车制动系统的关键部件之一,它是用来在汽车制动过程中防止车轮完全抱死,提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力,缩短制动距离的一种安全装置[1]。
ABS传感器功能测试系统的设计(图)作者:长春一汽蓝迪自动化工程有限公司张春艳日期:2007-2-1 来源:本网字符大小:【大】【中】【小】目前,汽车安全件的检测设备绝大多数是从汽车制造业发达的国家进口的,ABS(Anti-lock Braking System,制动防抱死系统)传感器的功能测试设备更是如此,因此需要自主开发一种适合生产环境、快速、稳定、通用的检测设备,以满足生产过程中每件必检的一道工序的需要。
本设计使用NI PCI-6220多功能数据采集卡和LabVIEW 7.1开发软件,根据德国大众的ABS传感器功能测试标准,开发出了满足要求的测试系统。
该系统速度快、运行可靠,能实现数据采集、分析及存储,并已经在生产线上投入使用。
ABS的工作原理ABS最重要的功能并不是为了缩短制动距离,而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。
ABS起作用时,车轮与路面的摩擦属滚动摩擦,它会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动,从而提高制动加速度,缩短制动距离,但最重要的还是保证汽车的方向稳定性。
ABS工作时就相当于以很高的频率进行点刹。
于是,在紧急情况下如果将制动踏板踩到底,肯定会感到制动踏板在颤动,同时也会听到制动总泵发出的“哒哒”声,这便是ABS在正常工作。
制动总泵不断调整制动压力,从而对制动踏板产生连续的反馈力。
测试原理如图1所示,测试时,ABS的旋转系统被驱动系统带动以任意方向恒定的速度旋转。
对于MK60型ABS传感器,就是指在没有制动力的情况下,以恒速139.5r/m旋转。
如图2所示,分别在接点①和②间(UB)给传感器施加12Vdc 和3.3Vdc电压,在旋转中连续进行两次测试,每次测试都要保证测试完整的一周。
当ABS传感器感应到发号片,就产生方波的波峰,否则产生波谷,使用115Ω的高精度电阻R取得电压US。
当UB为12V时,根据所测得的电压值计算出方波的频率、电流峰值IH的最大值和最小值、电流谷值IL的最大值和最小值以及信号的占空比。
LabVIEW在汽车ABS制动管道动态特性测试中的应用1 引言LabVIEW 是实验室虚拟仪器工程工作平台(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的缩写,是美国国家仪器公司(National Instruments)在1986 年推出的一种革命性的图形编程语言-G 语言(Graphical Programming Language),开创了虚拟仪控的新纪元[1]。
LabVIEW 的目标是简化程序的开发工作,让工程师和科学家能够充分利用PC 机快速简洁的完成自己的工作。
自1986 年LabVIEW 诞生至今,经过十多年的发展,LabVIEW 的功能日渐丰富和强大,可以广泛应用于自动测量系统、工业过程自动化、实时监控、实验室系统仿真等各个领域。
在美国几乎所有院校、研究机构都在使用LabVIEW,近年来LabVIEW 被引入中国,国内越来越多的研究单位在运用LabVIEW 进行虚拟仪器的开发[3]。
使用者可以以一般的电脑搭配经济的硬件设备来建立自己的仪器控制系统。
这些以软件为核心的系统充分利用了电脑超强的运算、呈现及连接能力,可以组成功能强且弹性大的仪控设备。
使用者可以将资料采集,数据分析,仪器控制硬件以及现有的仪器设备予以整合集成,来建立完全符合自己特殊需求的虚拟仪控系统。
传统的仪器设备往往受限于制造商所付予的功能,虚拟仪表则可以当作许多仪器设备来使用,例如,温度监控器,伏特计,趋势图记录器,示波器和频谱分析仪等[1]。
LabVIEW 所提出的“虚拟仪表”(VI)的概念。
使那些基于软件上建立起来的仪表能够自由地组合起来,其操作面板与真实的仪表无异。
一方面增加了硬件的灵活性;另一方面程序的编制是用块图来完成,而且是直接汇编为执行码,而无需其它语言或驱动系统的参与。
与其它“语言”相比,LabVIEW 更为灵活和省时,它有着专用的各种函数库及数据处理与控制的开发工具。
22汽车维修2010.3高手点拨AUTOMOBILE MAINTENANCE汽车防抱死制动系统(ABS ,Anti-Lock Braking System )的基本功能是通过传感器感知车轮每一瞬间的运动状态,并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小,以避免出现车轮抱死的现象,使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离,有效地提高行车的安全性。
汽车防抱死制动系统是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目。
目前,用于汽车安全部件检测的设备绝大多数是从汽车制造业发达国家进口的,汽车ABS 系统性能的检测设备也是如此。
因此,有必要自主开发一种快速、稳定、通用的检测设备,以满足车辆安全性检测的需要。
基于虚拟仪器技术的汽车ABS 系统性能检测系统与传统的检测系统相比,具有信号分析精确、数据通信可靠、运行过程稳定等诸多优点,而且软件开发周期短、可移植性好。
1.虚拟仪器的概念虚拟仪器的实质是利用计算机接口设备完成信号的采集、测量和调理,利用计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理,利用显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,最后以多种形式(如数值显示、实时或历史曲线显示等)形象、直观地表达出检测结果,从而完成各种测试和控制功能。
虚拟仪器以计算机作为仪器统一的硬件平台,充分利用计算机功能,同时把传统仪器的专业功能和面板控制软件化,与计算机结合构成一台从外观到功能都与传统的硬件仪器完全相同,同时又充分享用计算机智能资源的全新仪器系统。
虚拟仪器具有3大功能模块,如图1所示。
与传统仪器相比,虚拟仪器具有以下特点:①利用计算机强大的硬件资源,大大增强了硬件功能。
②利用计算机丰富的软件资源,利用软件来实现数据读取、数据分析处理、数据显示等传统仪器只能用硬件来实现的功能,而且通过软件技术和数值算法,可实时、直接对测试数据进行分析与处理。
③基于计算机总线和模块化总线,可实现功能模块化开发,使其开放性、兼容性、扩展性大大增强。
MachineBuildingAutomation ,Jun 2012,41(5):133 134,149作者简介:张文广(1986-),男,河北保定人,硕士研究生,研究方向为汽车电子控制等。
基于LabVIEW 的汽车ABS 测试系统设计张文广,杜春臣,司利增(长安大学汽车学院,陕西西安710064)摘要:ABS 是汽车的一种重要主动安全装置。
以图形化编程软件LabVIEW 为核心,结合数据采集卡,设计了汽车ABS 测试系统。
该系统能够实现制动车速、制动距离、角速度、滑移率等性能参数的实时显示与存储,便于对ABS 性能进行分析以及对控制算法进行优化改进,从而为开发和研制汽车防抱死制动系统提供了测试依据。
关键词:ABS ;数据采集;LabVIEW ;测试系统中图分类号:TH12;TP391.76文献标志码:B文章编号:1671-5276(2012)05-0133-02Design of ABS Testing System Based on LabVIEWZHANG Wen-guang ,DU Chun-chen ,SI Li-zeng(School of Automobile ,Chang 'a n University ,Xi 'a n 710064,China )Abstract :ABS is an important active safety device in a vehicle.This paper uses the graphical programming software LabVIEW asthe core and combines the data acquisition card to design the car ABS testing system.The braking performance real-time display and storage such as braking speed ,braking distance ,angular velocity and slip rate can be realized ,in order analyze the ABS per-formance and improve the control algorithm.Form this the testing basis is provided for the development of automobile anti-lock bra-king system and its research.Key words :ABS ;data acquisition ;LabVIEW ;testing system0引言汽车防抱死制动系统(ABS )是一种主动安全装置,能够防止制动时车轮抱死,在汽车制动过程中自动控制和调节制动压力,将汽车纵向附着系数保持在最大值附近、横向附着系数保持在较大值,消除制动过程中的侧滑、跑偏、丧失转向能力等非稳定状态,使汽车获得良好的制动性能、操纵性能和稳定性能。
虚拟仪器技术是计算机与测试技术相结合的产物,在汽车ABS 测试系统中以LabVIEW 软件为核心,能够减少各种控制按钮、开关以及传统仪器的采用,不仅节约了成本,而且使系统功能更加灵活。
1ABS 的结构与工作原理汽车制动系统随车型的不同而不同,同样ABS 系统也因车型而异,但是汽车ABS 基本都是由电子控制单元(ECU )、制动压力调节装置和车轮转速传感器等组成。
通过各个部分的有效结合,使汽车制动时滑移率控制在20%左右,防止车轮抱死,从而达到制动距离最短。
汽车ABS 的基本控制框图[1]如图1所示。
当驾驶员在汽车行驶过程中紧急制动时,车轮速度传感器会检测车轮的速度,并不停的向ECU 发出信号。
ECU 通过判断车轮加减速度的大小来确定车轮是否抱死并计算滑移率的大小,一旦发现某个车轮滑移率不在预控制范围,ECU 会立即发出指令,控制电磁阀改变车轮制动缸的制动压力,图1ABS 基本控制将滑移率控制在最佳值附近,起到防止车轮抱死的目的,并使汽车达到最佳的方向稳定性和制动效能。
2ABS 测试系统硬件的选择2.1速度传感器由于电磁感应式轮速传感器在低车速时输出信号较弱,而且抗电磁波干扰能力差,因此选择霍尔式车轮转速传感器。
霍尔式车轮转速传感器是由传感头和齿圈组成,其中传感头由永久磁铁、霍尔元件和电子电路等组成。
测量车速时,传感头安装在车轮总成的非旋转部分上,与车轮一起转动的齿圈相对。
如图2所示,为传感器磁路。
随着齿圈的转动,由于齿圈与传感器之间间隙的交替变化,导致穿过霍尔元件的磁场线密度发生变化,从而引起霍尔电压的变化。
霍尔电压最终经过运算放大器放大、施密特触发器转换、输出级再放大后便可以使用。
·331·http :∥ZZHD.chinajournal.net.cnE-mail :ZZHD@chainajournal.net.cn 《机械制造与自动化》图2霍尔式车轮转速传感器磁路2.2数据采集卡数据采集卡是将模拟信号转换为数字信号,形成计算机能够处理的数据,并且大多可以直接进行数字信号的输入和输出。
测试系统选用北京阿尔泰科贸有限公司生产的外挂式数据采集卡USB2015,USB2015模板是与USB 总线兼容的数据采集板,可经USB 接口直接接入计算机,构成实验室、产品品质检验中心、野外测控、医疗设备等领域的数据采集、波形分析和处理系统,也可构成工业生产过程控制监控系统。
而且USB2015采集卡还具有体积小,即插即用等特点,特别适合本测试系统的车载电脑的输入输出接口。
如图3所示,为USB2015数据采集卡的结构。
图3USB2015数据采集卡USB2015数据采集卡,具有8路开关量输入通道,使用时DI0 DI3连接四个轮速传感器,DI4连接刹车灯开关,DI5连接驻车制动开关,DI6输入蓄电池电压信号,DI7输入主电源电压信号;具有8路开关量输出通道,D00 D07用以控制4个常开电磁阀和4个常关电磁阀;具有4路定时/计数器通道;最大采样率为100kHz ,完全能满足测试系统要求。
3测试系统控制程序设计3.1测试系统控制流程ABS 测试系统是基于LabVIEW 语言,采用模块化设计编程的。
前面板用来显示测试系统运行结果与选择汽车制动方式,具体控制过程将在后台程序框图中以数据流的方式运行。
软件控制流程如图4所示[2]。
3.2车速与角加减速度计算车速是根据采集的霍尔传感器的连续方波信号计算图4的,常用的速度计算方法有频率法和周期法。
汽车的最大速度一般不超过200km /h ,折合到车轮转速信号也就几kHz ,因此采用周期法测量车轮转速信号。
根据奈奎斯特采样定理,以频率几十至几百kHz 为时基信号,就可保证不失真采样。
启动计数程序,记录一个周期内通过的时基脉冲数量,即可求得车轮的角速度ω=2π/zT ,车轮线速度为V =ωr ,其中T 为交变电压周期,z 为齿圈齿数,r 为车轮滚动半径[3]。
图5为车轮速度计算程序。
图5车速计算程序车轮的角加减速度就是单位时间内车轮角速度的变化量,程序利用角加减速度的大小判断路面附着系数的高低以及对制动系统压力的控制。
角加减速度的计算如下:Δω=Δk -ωk -1Δt式中,ωk 和ωk -1分别为当前时刻和上一采样时刻的车轮角速度。
3.3滑移率计算表征车轮滑移程度的参数即为滑移率,它的定义为s =v -r ωvˑ100%式中:v ———车轮中心的速度,级汽车车身的速度;r ———车轮的动力半径;ω———车轮的角速度。
在计算滑移率之前首先需要知道地面的附着情况,在程序设计中利用Pacejka 等人提出的魔术公式来表征。
魔术公式比较真实的表述了纵向附着系数与滑移率之间的关系,即μ=μo +A ˑsin {B ˑtan -1[C ˑS -D -(C ˑS -tan -1(C ˑS )}]式中:μ0为车轮在纯滚动时的附着系数,一般情况下取为0;A ,B ,C ,D 为待定系数,都是与路面相关的常数,通过选择参数可以代表不同的路面。
(下转第149页)·431··信息技术·李媛·基于Fluent 的传热风洞流场品质研究MachineBuilding Automation ,Jun 2012,41(5):144 149社,1977.[5]钟英杰,都晋燕,张雪梅.CFD 技术及在现代工业中的应用[J ].浙江工学院学报.2003,31(3):284 289.[6]A D Gosman.Developments in CFD for industrial and environ-mental applications in wind engineering [J ].Journal of Wind En-gineering and Industrial Aerodynamics ,1999,81:21 39.[7]Wang Jianrong ,Shirazi ,Siamack A.A CFD based correlation formass transfer coefficient in elbows [J ].International Journal of Heat and Mass Transfer ,2001,44:1817 1822.[8]Mucciato R ,Lovergine N.Detailed thermal boundary conditionsin the 3D fluid -dynamic modelling of horizontal MOVPE reac-tors [J ].Journal of Crystal Growth ,2000,221:758 764.[9]Verboven Pieter ,Scheerlinck Nico ,Baerdemaeker Josse.Com-putational fluid dynamics modeling and validation of the tempera-ture distribution in a forced convection oven [J ].Journal of Food Engineering ,2000,43:61 73.[10]恽起麟.实验空气动力学[M ].北京:国防工业出版社,1991.[11]王铁城.空气动力学实验技术[M ].北京:航空工业出版社,1995.[12]陶文铨.数值传热学[M ].北京:高等教育出版社,1988.收稿日期:2011-12-權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權21(上接第134页)在汽车制动过程中,通过检测角加减速度的大小,LabVIEW 控制程序可以判断地面附着情况。