本科毕业设计电动汽车在线监测系统开发Word文档格式.docx
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华南理工大学
毕业设计(论文)任务书
兹发给06车辆工程
(2)班学生杨会州毕业设计(论文)任务书,内容如下:
1.毕业设计(论文)题目:
电动汽车在线监测系统开发
2.应完成的项目:
(1)研究霍尔传感器工作原理以及采样电路的设计;
(2)研究施密特触发器的工作原理,设计HEF40106Bp触发器的调理电路;
研究调理电路的设计方法,设计电流、电压信号的调理电路;
(3)研究USB2080采集卡的工作原理;
(4)研究在LabVIEW平台上开发车速、电流、电压监测系统的原理及方法,在已有的硬件环境下设计基于LavVIEW的在线监测系统;
3.参考资料以及说明:
(1)陈花玲.机械工程测试技术[M].北京:
机械工业出版社,2006:
15-40.
(2)杨乐平.LabVIEW研高级程序设计[M].北京:
清华大学出版社,2004:
50-100.
(3)林利.基于LabVIEW的混合动力汽车车载参数监控系统的研发[D].重庆:
重庆大学,2009.
(4)RobertH.Bishop.LabVIEWStudentEdition6i[M].乔瑞萍,林欣,译.北京:
电子工业出版社,2003:
3-20.
(5)谢声斌.数字电路与逻辑电路教程[M].北京:
10-100.
(6)殷瑞祥,罗昭智,朱宁西.电路基础[M].广州:
华南理工大学出版社,2004:
80-89.
4.本毕业设计(论文)任务书于2009年12月25日发出,应于2010年6月6日前完成,然后提交毕业考试委员会进行答辩。
专业教研组(系)、研究所负责人审核年月日
指导教师签发年月
毕业设计(论文)评语:
毕业设计(论文)总评成绩:
毕业设计(论文)答辩负责人签字:
年月日
摘要
本文详细介绍了基于LabVIEW的电动汽车在线监测系统设计制作的整个过程。
由于在实际电路中各元器件的布局、参数的选择会影响信号的采集,并且测速程序中各系数的计算方法会影响到输出车速的准确性。
针对这种情况,本文在设计过程中进行了反复的实验,直到实验结果满足要求为止。
LabVIEW是一个通用编程系统,它不但能够完成一般的数学运算与逻辑运算和输入输出功能,它还带有专门的用于数据采集和仪器控制的库函数和开发工具,尤其还带有专业的数学分析程序包,基本上可以满足复杂的工程计算和分析要求。
本文就是讨论基于LabVIEW的在线监测系统的设计方法。
本文按信号流动为顺序,即按信号的产生、整形、采集和A/D转换、在程序中计算并显示为顺序介绍了基于LabVIEW的在线监测系统的设计方法。
首先在介绍霍尔转速、电压、电流传感器工作原理的基础上,设计了信号的采样电路;
其次介绍了调理电路的设计方法;
最后,在介绍采集卡工作原理的基础上,详细介绍了车速监测系统的设计方法,并进行了反复的实验。
实验结果表明,基于LabVIEW的在线监测系统能够实时准确的反映汽车的实际速度和蓄电池的电流、电压,而且该系统的可移植行强,只要改变相关的参数就能用于其他车辆的测量。
关键词:
电动汽车;
虚拟仪器;
在线监测系统
Abstract
Inthispaper,theLabVIEW-basedelectricvehicleonlinemonitoringsystemdesignedforthewholeprocessisintroducedparticularly.Sinceallcomponentsintheactualcircuitlayout,selectionofparameterswillaffectthesignalacquisition,andinspeedprocessthecalculationmethodofallfactorsaffectingtheaccuracyoftheoutputspeed.Inviewofthissituation,duringthepaperdesignwasrepeatedtheexperimentuntiltheresultsmeettherequirement.
LabVIEWisageneralprogrammingsystem,itisnotonlyabletocompletethegeneralmathandlogicaloperationsandinputandoutputcapabilities,itisusedwithspecializeddataacquisitionandinstrumentcontrolofthelibraryfunctionsanddevelopmenttools,particularly,withprofessionalmathematicsanalysispackage,basicallytomeetcomplexengineeringcalculationsandanalysisrequirements.ThisarticleistodiscusstheonlinemonitoringsystembasedonLabVIEWdesignmethod.
Thispaperisaccordingtotheorderflowofthesignal,iesignalgeneration,shaping,acquisitionandA/Dconversion,theprogramcalculatedanddisplayedfortheorder,introducedtheonlinemonitoringsystembasedonLabVIEWdesignmethod.First,inintroducingtheprincipleHallspeed/current/voltagesensorbasedonthedesignofthesignaloutputcircuit;
Then,theconditioningcircuitdesignmethodwasintroducedt;
Finally,inintroducingtheworkofcollectingcardsbasedontheprinciple,detailsofthespeedmonitoringsystemdesign,andconductedrepeatedexperiments.
ExperimenttotheresultsshowthattheonlinemonitoringsystembasedonLabVIEWreal-timeaccuratereflectionoftheactualvehiclespeedandBatterycurrent,voltage.Andthatthesystemhaveagoodportability,aslongastheparametersassociatedwithchangescanbeusedforothermeasurements.
Keywords:
electricvehicle;
virtualinstruments;
onlinemonitoringsystem
第一章绪论
1.1研究背景
世界上第一辆汽车是纯电动汽车,现在一般认同的看法是:
1873年英国人RobertDavidson制造的一辆电动三轮车,它比以内燃机为动力的汽车发明早13年。
汽车诞生一百多年来,汽车工业取得巨大的发展,特别是进入21世纪后,发展速度更快。
汽车的发展是从纯电动汽车开始的,进入20世纪由于大量发现油田,石油开采提炼和内燃机技术的迅速进步,电动汽车则由于电池技术进步缓慢,在性能、价格等方面都难以与燃油汽车竞争而逐步被燃油汽车所取代[1]。
传统汽车对石油资源的依赖性随着汽车的发展变得越来越强,然而石油资源却日益枯竭,传统汽车对石油资源的依赖性和石油储量的不断锐减已形成鲜明的反差。
经历70年代三次石油危机唤起了人类对有限石油资源的关注,加之传统汽车排放物本身或其经过转化产生的物质对环境引起了很大的破坏,比如:
光化学烟雾、酸雨以及厄尔尼诺现象等,严重破坏了人类赖以生存的生态系统。
另外,汽车尾气排放对人类自身也造成了极大危害,例如:
铅进入人体与血液生成“血铅”,破坏造血系统和神经系统;
CO进入人体与人体血红蛋白结合破坏人体内氧的输送及交换;
NOx对人的呼吸系统有较大的刺激作用等。
能源问题、环境问题已成为制约汽车工业可持续发展的主要瓶颈。
为了获得汽车工业的可持续发展,节能和新能源技术已经被摆在最突出的位置上,于是全世界纷纷提出了远景目标,并积极研究清洁、节能的汽车。
于是,纯电动车、混合动力汽车、燃料电池汽车及太阳能电动车的研究层出不穷[2]。
1.2国内外研究现状
本设计是在LabVIEW平台上开发的电动汽车在线监测系统:
霍尔效应式速度、电流、电压传感器将电机的转速、蓄电池电流和电压转化为脉冲信号,通过调理电路对波形进行整形,然后将脉冲信号输入到采集卡进行A/D转换,最后把数字信号输入到计算机上,通过VI将车速、电流、电压显示出来,实现对车速、电流、电压的实时监控。
下面就LabVIEW开发平台和电动汽车在线监测系统两方面的国内外研究状况作一简要介绍[3]-[4]。
1、LabVIEW开发平台:
LabVIEW是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench(实验室虚拟仪器集成环境)的简称,是有美国国家仪器公司(NationalInstruments,NI)创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具[5]-[6]。
目前,国内外有许多部门和公司都在积极地开展虚拟仪器方面的研究和应用工作。
比如,国内外许多大学都在尝试将虚拟仪器应用到实验教学和计算机辅助教学中。
虚拟仪器已在超大规模集成电路测试、模拟电路和数字电路测试、现代家用电器测试、电子元件、电力电子器件测试以及军事、航天、生物医学、工厂测试、电工技术领域、电子测量、电力工程、物矿勘探、故障诊断等的可移动式现场测试工作中得到应用,且应用领域还将不断拓宽。
2、电动汽车在线监测系统;
目前,国内外很多公司与机构都投入巨资进行电动汽车数据采集系统的研制开发与生产销售。
北京理工大学研制的车辆AMT的数据采集及分析系统,该系统在采集大量数据的同时,还具备数据分类、存储和分析功能。
福特、博世等公司开发的车载式汽车性能数据采集装置,这些装置采集精度高、采集参数全、体积小、安装拆卸方便,具备动态分析汽车各种性能的能力。
目前,国内外电动汽车数据采集系统普遍存在的问题是数据采集的可靠性和抗干扰性等问题。
由于电动汽车数据采集要求数据采集硬件装置稳定性好,便携性好,同时由于其工作环境(运行中的车辆)的复杂而给数据采集工作提出了较高的要求,系统的
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