悬架性能匹配试验台测控系统研制及试验分析

摘要

悬架系统作为车辆行驶性能中最重要的相关系统，其性能的优劣是评价整车性能的关键。目前悬架匹配性能试验设备不完善和整车道路试验装置造价昂贵、操作复杂，对汽车悬置零部件企业产品的开发和推广造成了阻碍。为进一步提高新产品开发效率和降低其成本，悬架匹配试验台测控系统的研制和整车性能匹配分析显得尤为重要。
　　首先，对国内外现有汽车悬架及相关零部件测试装置的研究和工业测控系统的发展状况进行概述。结合当前基于1/4汽车悬架系统模型的悬架性能匹配试验台存在的问题，本文提出了悬架测控系统的总体解决方案并根据该试验台的运动微分方程建模，获得该试验台的调节时间和超调量等主要动态特性。
　　其次，根据制定的系统完整实现方案针对系统组成所需硬件方面提出硬件构架的实现方案。该方案选取合适的数据采集器、变频器、传感器以及通讯转换器等；设计出可调节的信号调理模块以提高系统的抗干扰能力；此外为提高试验设备的安全性设计了断电保护电路等。在软件方面，根据系统目标要求软件包含控制、测试和数据分析等三个部分。控制方面以通信程序驱动变频器为依托达到调节运行频率的目的；测试程序利用数据采集程序驱动信号采集器获取各项性能参数；数据处理方面由台架试验数据分析和整车道路试验数据分析两个部分组成。针对各模块需实现的具体功能绘制流程图和基于VC++与MATLAB编写程序。将搭建的测控系统硬件与编制应用程序相结合开发悬架性能匹配试验台测控系统。
　　最后，验证所开发的测控系统是否达到预期目标。第一步调试与校正测控系统，通过静态法标定力和位移传感器；此外以输入标准正弦信号获取输出信号通过频域法分析得出系统带宽。第二步针对某车型悬架做匹配试验，对比分析该车型液压减振悬架系统与采用新型气压减振悬架系统的匹配试验数据根据试验数据获取最小接触力、动挠度、加速度有效值、幅频特性和相频特性等相关特性，通过调整新型气压减振器的初始气压和阻尼孔径等参数匹配出更优越的平顺性。
　　调试和试验结果表明该测控系统操作便捷、分析精准、可靠性高、能够实现既定目标。对悬架性能的匹配具有较强的实际意义，提高了新型气压减振器开发的效率，降低了产品成本。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的与意义

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

2 测控系统总体方案设计及仿真

2.1 概述

2.2 悬架性能匹配试验台工作原理及性能参数

2.3 试验台建模仿真

2.4 悬架性能匹配试验台测控系统实现方案

2.5 本章小结

3 测控系统硬件选型与设计

3.1 系统硬件总体设计

3.2 三相异步电机

3.3 变频器的选择

3.4 信号采集设备简介

3.5 传感器的选型及主要技术参数

3.6 通信设计

3.7 硬件信号调理模块设计

3.8 保护电路

3.9 本章小结

4 软件设计

4.1 软件开发环境与工具

4.2 软件总体设计

4.3 Visual C++与MATLAB的混合编程实现

4.4 人机交互界面设计

4.5 控制程序设计

4.6 测试系统程序设计

4.7 数据分析程序设计

4.8 本章小结

5 测控系统试验验证与分析

5.1 引言

5.2测试系统性能分析

5.3 试验准备

5.4 悬架匹配试验分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间学术论文及科研情况

致谢