汽车起动机性能测试系统设计

摘要

汽车起动机用于起动发动机，克服发动机起动时的阻力，使发动机达到了起动时所需的最低转速。汽车起动机性能是判断汽车性能的重要指标，要判断汽车起动机是否合格需要对起动机的性能进行综合测试，即对起动机中直流电动机的性能和电磁开关的性能进行测试，在空载、负载、制动等不同工况下，检测起动机是否符合设计要求。
　　本文首先介绍了汽车起动机的工作原理和起动特性要求，然后对汽车起动机的工作特性进行分析，熟悉汽车起动机的整个工作过程。根据QC/T277-1999标准，介绍了汽车起动机测试的环境温度要求、测试电源要求和测试精度要求。要测试汽车起动机的性能，本文进行了汽车起动机的转速特性、转矩特性、机械特性和功率特性的分析，并推导出对应的函数关系。
　　根据汽车起动机的工作原理和所需要测试的试验项目，本文设计了汽车起动机的测试系统，主要包括硬件设计、软件设计、数据采集系统中对采集数据的误差处理和测试系统采取的一些抗干扰技术。工控机作为整个系统的控制核心，能够实现汽车起动机的电磁开关性能测试、空载测试、堵转测试和负载性能测试等测试项目。在负载测试时，测试系统有电压闭合回路和转矩闭合回路，并且采用常规PID控制器控制电压闭合回路和采用模糊自适应PID控制器控制转矩闭合回路。
　　本文还介绍了数据采集系统设计的基本原则，对采集到的数据进行随机误差、粗大误差和非线性补偿处理。为了保证测试系统的精确性，本文还讨论了实际应用中用到的多种抗干扰技术，包括硬件抗干扰技术、软件抗干扰技术和EMC电磁干扰抑制技术。这些干扰抑制措施能够提高系统的精确度和准确性。
　　本文的软件是用VB软件编程设计，主要进行了测试系统流程设计、测试系统界面的设计和实现性能曲线拟合。测试系统界面的设计包括测试系统功能界面设计和测试系统参数修改界面设计。通过对汽车起动机工作特性的分析，建立相应的数学模型，通过最小二乘法和多项式回归算法推导出数学模型的参数计算公式，根据已知的数学模型来实现汽车起动机的性能曲线拟合。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 汽车起动机技术及其发展趋势

1．1．1 汽车起动机的技术特点

1．1．2 汽车起动机的发展现状及趋势

1．2 国内外汽车起动机性能测试技术

1．3 本文的主要研究工作

第2章 汽车起动机工作特性和测试项目

2．1 汽车起动机的工作原理和起动性能要求

2．2 汽车起动机的工作特性分析

2．2．1 转速特性

2．2．2 转矩特性

2．2．3 机械特性

2．2．4 功率特性

2．3 汽车起动机的测试标准

2．3．1 测试环境温度

2．3．2 试验电源

2．3．3 测试精度

2．4 汽车起动机的测试项目分析

2．4．1 出厂性能测试项目

2．4．2 型式测试项目

2．5 本章小结

第3章 测试系统硬件搭建和闭合回路设计

3．1 工控机及采集板卡

3．1．1 工控机的基本组成及特点

3．1．2 PCL-818HD采集板卡

3．2 起动机试验系统的总体设计

3．3 系统闭环控制方案设计与仿真

3．3．1 系统闭环控制设计

3．3．2 转矩控制回路的数学模型

3．3．3 模糊自适应PID控制器的设计

3．3．4 系统Simulink仿真的实现

3．4 本章小结

第4章 采集数据的处理与抗干扰设计

4．1 数据采集系统设计的基本原则

4．2 采集数据的分析处理

4．2．1 随机误差处理

4．2．2 粗大误差处理

4．2．3 非线性补偿处理

4．3 数据采集系统的干扰抑制

4．3．1 硬件干扰抑制方法

4．3．2 软件干扰抑制方法

4．4 EMC电磁干扰抑制

4．5 本章小结

第5章 汽车起动机性能测试系统软件设计

5．1 系统软件概述

5．1．1 编程语言Visual Basic

5．1．2 软件实现的功能

5．2 串行通信

5．2．1 串行通信工作方式

5．2．2 RS-232串行通信标准

5．3 起动机测试系统界面设计

5．3．1 测试流程设计

5．3．2 测试系统界面设计

5．4 定时器设计

5．5 汽车起动机性能曲线拟合

5．5．1 数学模型的建立

5．5．2 回归方程计算程序流程图

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 今后工作展望

参考文献

致谢