车辆工程毕业设计14HLJITD60底盘测功机设计.docx

车辆工程毕业设计14HLJITD60底盘测功机设计.docx

《车辆工程毕业设计14HLJITD60底盘测功机设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车辆工程毕业设计14HLJITD60底盘测功机设计.docx（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

车辆工程毕业设计14HLJITD60底盘测功机设计

本科学生毕业设计

HLJITD60底盘测功机设计

院系名称：

汽车与交通工程学院

专业班级：

车辆工程

学生姓名：

指导教师：

职称：

副教授

TheGraduationDesignforBachelor'sDegree

DesignofHLJITD60ChassisDynamometer

Candidate：

CuiShijie

Specialty：

VehicleEngineering

Class：

07-2

Supervisor：

AssociateProf.CuiHongyao

HeilongjiangInstituteofTechnology

摘　　要

底盘测功机是一种不解体检验车辆性能的研发检测设备，采用现代电测和计算机技术，仿真模拟各种路面行驶阻力，能很好的改善试验人员的试验环境,消除了试验重复性，显著缩短了试验周期，在某些方面可获得精度更高、更全面和更深入的试验结果。

本设计的主要目的是开发适用于节油车性能测试的底盘测功机，为节油车的开发研究提供试验平台。

文章首先介绍了背景及其意义、底盘测功机的发展情况及其主要工作方向；在此基础上对底盘测功机的结构进行了设计，分析节油车路面阻力,建立了底盘测功机动力学模型；选择了交流发电机作为底盘测功机的加载装置，并建立了交流电力测功机的控制模型，设计了底盘测功机的测量和控制系统：

脉宽调制（PWM）系统，该系统为底盘测功机提供制动力，以确保正确加载，模拟道路工况。

设计基于PID的阻力加载智能控制算法，通过PID来改善控制系统的快速性和降低超调量，降低控制系统的稳态误差。

最后对底盘测功机的测控软件进行了设计。

以先进的测试理念“软件即仪器”为指导，软件的设计结合高内聚低耦合的开发思想，基于NI公司GUI高级编程工具LabVIEW设计软件平台，针对测功机对象开发各子模块。

其子模块可以方便移植应用到其他的领域中。

并且界面美观，对话性强，操作方便，能很好的对系统进行实时监控以及各性能参数的显示。

关键词：

底盘测功机；LabVIEW；节油车；交流发电机；PID控制

ABSTRACT

Chassisdynamometer，atestequipmentwithoutdisassembly,adopttechnologyofmodernelectricalmeasurementandcomputertosimulateallthedrivingresistance.Itcanimprovethepilot’stestenvironment．Themethodcaneliminatenoneedingresearchfactors，shortennotabilitythetrialperiod，andcanacquiremoreaccurate，moreentireandmorein-depthtestresultinsomeaspects．

Andthedesign’saimistodevelopFuel-efficientcarchassisdynamometerandservicefortheresearchanddevelopmenttheFuel-efficientcar．

Inthepaper,thebackgroundanditssignificance,thetesttechnologyanditsdevelopment，thesourceoftheprogram，researchaimsandthedirectionoftheprogramareintroducedfirstly．Onthebasis，theauthorestablishesdynamicalmodelofchassisdynamometerandanalyseschassisdynamometerroadresistancesimulatedloadingprinciple,designstheconstructionofchassisdynamometer,andselectsACmotorastheloadequipment，andestablishes、thecontrolmodelofACelectronicdynamometer,andestablishesthemeasurementandcontrolsystem：

PWMsystem，thissystemofferedthechassisdynamometerbrakingforce，tomakesureloadingcorrectlyandsimulatetheroadcondition．Theintelligentsystembasedwasdesignedforsimulationofloadingresistance．ThoughPIDcontroltoimprovethesystemspeedandreducetheovershoot，toreducethesteadyerrorofthesystem．

Finally,desiensthesoftwareofchassisdynamometer,basedontheadvancedtestconcept“softwareisapparatus”,softwarefollowsthedesignprincipleoflowpolyhighcoupling．Measure&ControlsystemplatformisdesignedbasedonGUIadvancedprogrammingtools—NILabVIEW．Beautifulinterface，strongdialogue，convenientoperation，completereal—timemonitoringsystem，showengineerformanceparameters.

Keywords:

chassisdynamometer;LabVIEW;Fuel-efficientcar;ACmotor;PIDcontrol

目　　录

第1章绪　　论

1.1课题背景

汽车是现代文明的重要组成部分，是人类智慧的结晶。

然而，随着汽车的保有量的不断增加，汽车给人类带来了的问题也日益突出，已经严重危害到人类今后的生活，当今世界关于环境和能源的问题备受关注。

随着汽车技术的发展，“节能、环保、安全”已成为未来汽车工业发展的主题，汽车的轻量化设计对提高车辆动力性、减少能源消耗与降低污染具有重要的实际意义。

为了解决这些问题，节能汽车呈现加速发展的趋势，节能汽车的研发任务日趋紧迫，其研究手段需要不断完善。

目前车辆主要的开发方式为计算机仿真、实车开发和试验台开发平台三种。

计算机仿真有适应性强、费用低、开发周期短等优点，但受动力系统复杂的数学模型的制约，难以得到准确结果，仿真结果的可信性、可用性必须通过其它途径来检验。

实车平台的优点是能够为开发对象提供真实的运行环境，但成本高、适应性差、测试和调节难度大。

汽车底盘测功机试验台及与其相关的动力测试设备可以方便有效地对动力系统及其部件进行性能测试，对控制策略的优劣进行分析和评价，在整车的开发中具有计算机仿真和实车平台所不可替代的作用，是车辆开发的基础设施。

用底盘测功机对整车进行综合试验。

该综合试验使用了功能比车载测试仪器更强的室内试验设备，消除了无需研究的因素，在某些方面可获得精度更高、更全面和更深入的试验结果。

同时，车辆本身又是一个复杂的系统，因此要加强对在用车辆的定期检测，以便及时维修调整，使车辆处于良好的技术状况。

汽车底盘测功机就是其中常用的设备。

底盘测功机室内试验系统最终建立，可直接对整车控划目标，如动力性能、经济性能进行全面的检测，同时也可对动力总成控制系统进行全面调试和检测。

在车辆的使用过程中，底盘测功机充分利用现代化检测手段，可在汽车不解体的条件下迅速准确地检测汽车各机构、系统、零部件的技术状况和使用性能，查找故障或隐患所在，采取相应的预防措施，确保车辆在良好的技术状况下运行。

对车辆的使用和维护同样具有十分重要的意义。

1.2底盘测功机发展现状、趋势及应用

国内外的汽车底盘测功机的发展由机械式到电子式，结构由复杂到简单的过程。

在80年代以前，汽车试验设备主要以机械结构为主，如机械式测滑实验台，测力弹簧结构的制动实验台等。

汽车底盘测功机也主要以机械模拟为主，即采用飞轮模拟汽车行驶时的平移质量和旋转质量的惯量阻力，只能检测汽车在低速行驶状态下的参数，且精度很低。

进入80年代，随着汽车机电一体化的发展，汽车检测设备也进入了机电一体化设计阶段在传统结构的汽车检测设备的基础上，尽量减少机械传动环节，并采用反应速度快的高精度传感器，电子计算机与机械装置相结和的方法来设计汽车检测设备，为检测高速行驶中的汽车的真实性能提供了可能性。

此阶段的汽车底盘测功机主要采用机械一电模拟方式，用飞轮模拟汽车惯性阻力，用电负荷模拟汽车的另一部分行驶阻力，大大提高了检测的精度。

当时，德、日、美三国的很多公司纷纷投入大量的人力、物力开发研制机械一电模拟的汽车底盘测功机，并取得了很大成果。

随着研究的不断深入，人们发现采用飞轮组来模拟汽车的惯性阻力是有级模拟。

对于测定稳定工况下的汽车性能而言，在转鼓实验台上只要装有作为负荷的测功机就可以，而且希望旋转部分的惯性矩尽量小，以减少惯性对测量装置的影响；对于测定非稳定工况的汽车性能而言，为了模拟汽车重量的影响，实验台旋转质量的动能应与行驶汽车的动能相等。

因此，必须采用惯性可调的飞轮，传动比可以改变的增速器或通过电力驱动的调节来改变实验台旋转质量的动能，以适应重量不同的各种车型的需要。

这将使试验台结构变得复杂且增加制造成本。

因此人们开始研制通用的转鼓实验台，即电力汽车底盘测功机。

它利用电磁力及发电机结构提供测功机所需要的负载。

在消耗工况下，通过改变磁通量和改变负载电阻均可改变回路中的电流。

电力测功机这种实验台通过电信号调节模拟汽车的惯性力，实现了无级模拟。

通过设计良好的底盘测功机测控系统使其能自动调节[1][2]。

汽车底盘测功机被广泛应用于工业发达国家的汽车制造、检测和维修业当中。

德国申克公司生产的汽车底盘测功机，它自己带有的一套控制模式能实现数字控制和模拟控制转速、滑行等功能，可逼真地再现实际工况。

还有德国的马哈公司、美国的野马公司、CLAYTON公司、法国的TELMA公司、西班牙的FRENELSA公司等生产的底盘测功机在其各自的国家均得到广泛应用，并出口到世界其他国家。

早期国内引进的大多是日本的模拟电子式底盘测功机。

1981年，天津公共汽车公司和交通部科学研究院参考引进日本弥荣的CDM．310型底盘测功机，研制出汽车性能试验台。

1991年，交通部公路研究所和成都汽车保修机械厂制成DCG．10A汽车底盘测功机，结束了我国不能生产底盘测功机的历史[3]。

目前，汽车底盘测功机在我国已经有一些企业生产了一系列的产品，国内生产的主机（机械部分）已接近并在某些主要指标方面达到或超过进口设备水平，研究现在主要集中在控制系统这一部分，与国外仍有一定差距。

近年来因电子计算机技术的高度发展，为数掘的采集、处理及试验数据分析提