轻型汽车底盘电力测功机的设计与试验验证

摘要

当前我国汽车在数量上的需求在不断增加,由于能源和环境等因素的限制对整车性能提出了更高的要求。这对汽车性能检测设备提出了新的挑战。传统的试车场上检测不仅耗时耗力,还受人为因素和外界环境因素影响,无法实现汽车流水线测试。汽车底盘测功机将测试平台由试验场路面转移到室内,采用计算机控制技术,结合传感器信号等效模拟路面工况,可对汽车的动力性,经济性,排放等性能进行检测,并且克服了天气等因素干扰,测试环境好,测试精度高,重复性强。因此底盘测功机在汽车检测领域的使用越来越普遍。目前国内市场上主要以轿车等轻型汽车为主,但还没有一款针对轻型车为主要测试对象的高精度底盘测功机。本文在此背景之下,设计了一款主要针对轻型车测试的底盘电力测功机。所以本文具有很高的工程意义和实际应用意义。
　　本文设计思路清晰,首先分析了底盘测功机的基本原理,在此基础上建立道路行驶阻力载荷受力模型和滚筒载荷受力模型,并进行等效模拟,得出电机驱动力方程,为底盘测功机的实现奠定了理论基础。测功机选用效率更高的异步交流电机作为驱动电机,并采用电机中置的布局方式,减少了占地面积,节约安装成本。创新设计了轴承连续驱动机构、对中举升装置,安全装置等机械机构,并用三维软件 CATIA绘制出测功机二维和三维结构图。测功机测控系统设计分软件设计和硬件设计。在硬件方面,采用了先进的西门子控制机柜和直接转矩技术,结合局域网络控制现场总线(CAN)通讯方式对测功机进行自动控制,测试系统精度高,稳定性好。软件系统部分,采用VB编程,对系统进行模块化设计,各功能模块相互协作又不相互干扰,扩展性和移植性好。着重介绍了PID反馈调节控制方式和信息、控制、通讯节点的模块设计方法和工作流程图,创新设计了CAN总线接口与USB接口转换电路。最后对底盘测功机的参数性能进行检测,主要包括传感器,转动惯量,滑行试验,滚筒寄生阻力等。用车辆在试车场路面滑行试验数据与测功机滑行试验数据对比验证本系统的准确性。

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1 绪论

1.1汽车底盘测功机的概述

1.2 底盘测功机的发展

1.3国内外底盘测功机的发展研究现状

1.4本文的研究意义

1.5本文的主要研究内容

2 底盘电力测功机的基本结构和模拟等效原理分析

2.1底盘电力测功机的基本结构

2.2 底盘电力测功机的基本工作原理分析

2.3 底盘电力测功机电机的选择和工作原理分析

2.4 底盘电力测功机道路模拟原理分析

2.5 本章小结

3 底盘测功机的结构设计

3.1 确定底盘测功机的整体结构布局方式

3.2 确定底盘测功机的主要结构参数

3.3 底盘测功机主要结构的选择和设计

3.4 底盘测功机结构设计完成图

3.5 本章小结

4 底盘电力测功机控制系统的硬件设计

4.1 底盘测功机控制系统的机构和原理介绍

4.2 CAN总线介绍

4.3 数据采集与处理单元设计

4.4 驱动控制单元设计

4.5 通信单元设计

4.6 本章小结

5 电力底盘测功机控制系统的软件设计

5.1 系统软件的整体设计

5.2数据采集节点软件设计

5.3 控制节点软件设计

5.4 通讯节点的软件设计

5.5 主要功能模块的设计

5.6 本章小结

6 系统标定验证及试验验证

6.1系统标定

6.2 试验验证

6.3本章小结

7 结论与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢