汽车起动机性能高精度高稳定测试方法研究及应用

摘要

起动机性能是衡量汽车整体性能的重要指标，本文针对现有汽车起动机机械性能测试方法的不足，提出了基于负载力矩理论修正方式的连续转速测试法。在分析起动机性能测试需求的基础上，提出了起动机性能测试系统的软硬件设计方案，构建了基于PXI总线平台的起动机性能高精度高稳定性测试系统。
　　 针对直流电源物理特性要求，设计了PID电压跟踪控制器用于实现电压对电流的跟踪控制；针对起动机产品型号众多的特点，设计了单神经元自适应PID转速跟踪控制器，该控制器根据起动机运行状态，在线调整PID参数，实现转速的跟踪控制。现场测试数据表明，测试系统响应速度快、跟随性能好、控制精度高、鲁棒性强。
　　 为准确反映起动机机械特性，必须对采集获得的离散特性数据进行曲线拟合。针对特性数据众多且呈分段变化的特性，提出了数据分段、段间平滑处理的曲线拟合方法，以提高数据拟合精度。通过对各数据段及段间边界集运用最小二乘拟合原理，获得各段及边界集的最佳拟合多项式系数，实现起动机机械特性曲线的高精度平滑绘制。
　　 为验证测试系统的稳定性，对同一起动机进行了多次重复测试，并将获得的特性数据进行对比分析。结果表明，测试系统稳定性高，通用性强，完全满足重复性能指标要求，达到了国际先进水平。