汽车制动系统检测平台.pdf

1、 西南交通大学 题目：卡丁车制动性能测试系统的研究与设计 姓名：孙野 学号：20081268 课程：测试技术 专业：车辆工程 2010年9月2011年1月 目录 第一章 现代检测技术综述.1 1.1 汽车检测技术发展.1 1.2 车辆制动性能检测的意义.1 1.3 基本检测方式.1 第二章 三种基本检测平台的原理分析.2 2.1平板式制动试验台2 2.2 反力式滚筒制动试验台.3 2.2.1反力式滚筒制动试验台工作原理.3 2.2.2反力式滚筒制动试验台特点分析.5 2.3惯性式制动检测平台5 2.3.1 惯性式制动检测平台简介5 2.3.2惯性式制动检测平台原理分析.5 2.3.3惯性式制动

2、检测平台特点分析.6 第三章 数据采集与处理6 3.1 微机检测系统简介.7 3.2 系统结构与工作原理.7 3.2.1 制动力检测.8 3.2.2 速度检测8 3.3.3 系统的软件设计.9 第四章 传感器.9 4.1编码器10 4.1.1编码器的工作原理.10 4.1.2编码器的选择.10 4.2计数卡12 4.2.1计数卡简介.12 4.2.2计数卡的选择.12 4.3变频器.12 4.3.1变频器简介.12 4.3.2变频器的选型.13 第五章 软件开发13 5.1串口通信程序 .14 5.2 制动信号采集程序 14 5.3 LabVIEW软件编程与实现.14 5.3.1 LabVIE

3、W简介14 5.3.2 编程实现过程15 参考文献16 I 摘要 本论文主要是针对卡丁车制动系统检测试验台的研究， 写作过程中参考及查 阅了大量相关文献资料。本试验台采用的是惯性式滚筒试验台，主要基于现有的 汽车滚筒检测平台，通过适当的计算、修改以及重建，从而构建完成。汽车制动 过程中的制动时间、跑偏量对汽车行车时的安全性有着至关重要的作用，着同样 决定着卡丁车的安全性，现如今，卡丁车作为一种大众的休闲娱乐工具，已广为 人们所接受，所以他的安全性是不容忽视的，正是基于这一点，本文对卡丁车制 动系统检测试验台进行了详细、全面的研究。 关键词：卡丁车 制动系统 滚筒试验台 II IIIA b s

4、t r ac t This paper is mainly directed against the karting braking system detection test-bed research, writing process reference and consult a lot of relevant documents. The test USES is inertial type roller test-bed, mainly based on the existing automobile roller examination platform, by the approp

5、riate calculation, modify and reconstruction, thus establishing complete. In the process of auto brake braking time, running deviation amount of automobile driving safety have a vital role, the same determines the karting safety, nowadays, go-kart as a kind of public entertainment tool, widely accep

6、ted by people, so hes safety is not allow to neglect, was based on this point, this paper karting braking system detection test carried on the detailed and comprehensive research. Key Word：karting,braking system,roller test-bed 一、 现代检测技术综述 1.1 汽车检测技术的发展 汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展早期，汽车检 测主要是有经验的专业人员

7、通过眼看、耳听、手摸的方式进行。随着现代科学技 术的进步，运用各种先进的仪器设备，安全、迅速、准确地对汽车进行不解体检 测，其发展日趋完善。 国外一些发达国家，早在 20 世纪四五十年代就研制成功一些功能单一的检 测或诊断设备，并发展成为以故障诊断和性能测试为主的单项检测诊断技术。进 入 20世纪 60年代后，检测设备应用技术获得较大发展，设备使用率大大增加， 逐渐将单项检测诊断技术联线建站，成为既能进行维持诊断，又能进行安全环保 检测的综合检测技术。随着微机的发展，不仅单个检测设备实现了微机控制，而 且于 20世纪 70年代初出现了检测控制自动化、数据采集自动化、数据处理自动 化、检测结果自

8、动存储并打印的现代综合检测技术，其检测效率极高。进入 20 世纪 80 年代后，一些先进国家的现代检测技术已达到广泛应用的阶段，不仅社 会上的汽车检测站众多， 而且汽车制造厂装配线终端和汽车维修企业内部也都建 有汽车检测线，给交通安全、环境保护、节约能源、降低运输成本和提高运输能 力方面，带来了明显的社会和经济效益。 我国的现代仪器设备诊断起步较晚。在 20 世纪六七十年代，国家有关部门 虽然也从国外引进过少量检测设备， 国内不少科研单位和企业对检测设备也组织 过研制， 但由于种种原因， 该项目技术一直发展缓慢。 进入 20世纪 80年代以后， 随着国民经济的发展，特别是随着汽车制造业、公路交

9、通运输业的发展，和进口 车量增多，我国的机动车保有量迅速增加。汽车增加必然带来一系列社会问题， 如何保证这些车辆安全运行和降低社会公害， 逐渐提到政府有关部门的议事日程 上来，因而促进了汽车诊断与检测技术的发展，使之成为国家“六五”期间重点 推广的项目，并视为推进汽车维修现代化管理的一项重要技术措施。 1.2 车辆制动性能检测的意义 安全、环保和节能构成了当今世界范围内汽车发展需解决的三大问题。制动 性能是汽车在行驶中认为地强制降低行驶速度并根据需要停车的能力。 汽车的制动性是汽车主动安全的主要安全的主要性能之一， 制动性能的优良 与否直接关系到汽车性能的安全性。 是汽车行驶安全的重要保障。

10、有关资料表明， 因制动不良而导致的道路交通事故占事故总数的 1/3。汽车制动性能好坏是安全 行车最重要的因素之一，因此也是汽车检测诊断的重点。 随着我国经济的发展，汽车的数量与日俱增，为了确保公路安全，行车出厂 前，厂家需要对车辆进行整车安全检测。随着电子技术和机械加工工业的发展， 在传统检测方法的基础上，逐步发展成现代汽车诊断与检测技术。汽车检测通常 指使用现代检测技术和设备、 合计算机、 自动控制等高技术来检测汽车技术现状， 它是一门综合性的应用科学。 1.3 基本检测方式 1车辆制动性是指车辆在行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向不变坡道 上长时间保持停驻的能力。车辆制动性是车辆的重要性

11、能之一，它的好坏直接关 系到交通安全。因此，车辆制动性试车脸检测的重点，也是车辆安全性能检测的 重要指标之一。 制动性能测试的方法主要有路试法和台试法。 路试法主要是在道路上对汽车 制动性能进行检测，此方法易受气候、道路等诸多条件的限制；台试法主要在室 内进行，测试条件稳定，测试手段较为安全且易实现。因此，汽车制动性能测试 绝大多数采用台试法。 根据规定，利用制动性能试验台对汽车的制动性检测要求符合以下标准（以 两轴车为例）： 制动力。空载时，汽车制动力总和与整车质量的百分比60 ，前轴制动力与前轴轴荷的百分比20，后轴制动力与轴荷的百分比20 。 制动力平衡。在制动力增长的全过程中，左右轮制

12、动力差的最大值与该 轴左、右轮制动力大者之比对前轴20 % ，后轴24 。通过制动试验台进行 制动力的测量，并以车轮制动力的大小和左、右车轮制动力的差值来综合评价汽 车的制动性能。 根据测试原理不同，汽车制动试验台可分为反力式和惯性式；按检测台支撑 车轮形式不同，可分为滚筒式和平板式；按检测参数不同，可分为测制动力式、 测制动距离和综合参数三种；按检测台检测车轴数，可分为单轴式、双轴式和多 轴式三种； 目前国内广泛采用滚筒反力式汽车制动检测台和平板式汽车制动检测 台。 二、三种基本检测平台的原理分析 我国 GB7258- 2004 机动车运行安全技术条件规定制动性能检测可用 平板式制动试验台,

13、 也可以使用反力式滚筒制动试验台。平板式制动试验台是在 汽车运行状态下检测制动性能, 与汽车实际行驶中的制动相似, 是一种动态检测; 而反力式滚筒制动试验台是提高为测定作用在测力滚筒上车轮制动力的反力, 检测车辆制动性能的装置,是一种稳态检测方式。 2.1平板式制动试验台 2 平板式制动试验台是由测试平板、传感器、数据采集系统等构成的集称重、 制动性能测试为一体的汽车检测设备。 检测时, 被检车辆以 2km/h 10km/h 车速驶上测试平板, 操作员根据显 示信号踩下制动踏板, 使车辆在测试平板上制动直至停车。与此同时, 数据采集 系统采集制动过程中的全部数据, 并作分析处理, 然后把制动性

14、能的测试 结果显示出来。 平板式制动试验台能检测出汽车行驶制动过程中重心前移后的制动效果。 在平板式制动试验台上检测制动性能时, 汽车比较接近实际行驶状态, 具有 与实际行驶制动中完全相同的受力情况, 如图 1 所示, 图 1 中忽略了汽车滚动 阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速成时产生的惯性力偶矩。 X b1前轮制动平板制动力; Xb2后轮制动平板制动力; Z1制动 平板对前轮的法向反作用力; Z2制动平板对后轮的法向反作用力; L汽 车轴距; G汽车重力; a汽车质心至前轴中心线的距离; b汽车质心至 后轴中心线的距离; Fj汽车的惯性力; hg汽车质心高度。 对后轮接触制动平板点取力矩得

15、 Z1L = Gb+Fjhg 由上式可以看出, 汽车在制动平板上制动, 作用在汽车质心上的惯性力 ( Fj ) 使用权车辆质心前移, 从而增大了平板对前轮的法向反作用力 ( Z1) 。前轮在 平板制动力( Xb1=Z1 , 为平板附着系数) 也随着 Z1 的增加而增加。由于 轴荷前移, 平板对后轮的法向反作用力 Z2 减小, 后轮制动力 Xb2 也随着减 小。平板式制动试验台检测的是动态汽车, 因而能够反映出汽车行驶制过程中轴 荷重新分配的制动效果 前轮制动效果因汽车惯性力的作用而提高。 2.2、反力式滚筒制动试验台 2.2.1反力式滚筒制动试验台工作原理 在滚筒式制动试验台上测量制动性能时,

16、 汽车是静止不动的, 试验台滚筒转3动, 制动过程中没有质心前移引起轴荷的再分配问题。因此滚筒式不能检测出车 辆行驶过程中的制动效果。测得的最大制动力与测试车轮的安置角、非测试车轮 的制动性能、滚筒的附着系数有关。 在采用工业控制计算机为核心的多功能测试系统中,检测站检测单元及业务 节点采用 Windows 2000 Server 和 Microsoft Windows2000 Professional 系统平 台。系统数据库采用 Microsoft SQL Server 2000 标准版本。应用 TCP 协议建立 网络通讯平台, 实现拓扑 QS 结构网络构架。 检测系统采用 Visual C

17、+6.0 开发 系统, 数据库统计采用 Delphi 开发语言。 FZ- 10C 型反力式滚筒制动试验台是欧洲模式的制动检验台, 具有较大滚 筒直径和较高测试速度, 滚筒表面为新型的高性能高附着系数的粘结材料, 并带 有第三滚筒停机装置等特点, 可对汽车左、右最大制动力、阻滞力、制动力平衡 等项目进行测试。该试验台采用全自动工作方式, 配备有 RS- 232 通讯接口, 方 便联网。电气仪表部分带有轴重信号处理单元。 FZ- 10C 型反力式滚筒制动试验 台由左右各一对滚筒、电动机、减速器、传动链、测力传感器和指示、控制装置 等组成。 检测时, 汽车一轴车轮停在滚筒上 (其余车轴的车轮支撑在地

18、面上) , 电 动机驱动滚筒带动车轮转动, 达到检测车速后, 驾驶员急踩制动踏板制动车轮, 电动机仍继续驱动滚筒转动, 向车轮施加一个与制动力矩方向相反的力矩, 直到 车轮制动才停止转动。此时, 测力传感器测得的滚筒对车轮的切向摩擦力即是该 检测条件下需检测的车轮制动器的制动力。图 2 是车轮在检测时的受力情况。 根据力学平衡原理可以列出下列关系式: N1 ( sin +cos ) - N2 ( sin -cos ) = F (1 ) N1 ( cos -sin ) +N2 ( cos +sin ) = G (2 ) = sin -1 （ L D L ） (3 ) 4N 1 = 2 sin )

19、 1 ( ) sin cos ( sin cos F 2 G ） （(4 ) N 2 = 2 sin ) 1 ( ) sin (cos ) sin cos ( 2 F G(5 ) 当车轮制动时, 试验台所能提供的附着力 为: F cos ) 1 ( ) ( F 2 2 1 F G N N (6 ) 其中: G 为车轮所受的荷重; d 为滚筒直径; L 为滚筒中心距; D为被检车轮 直径; N1、 N2 为滚筒对车轮的法向反力; F 为支承在地面的非测试车轮通过车桥 对受检车轮轴产生的水平推力; FX1、 FX2 为滚筒对车轮的切向反力;为安置角; 为滚筒与车轮表面的附着系数; M为车轮所承受的

20、制动力矩。 由此可知滚筒直径和滚筒中心距是制动台的主要结构参数。 检测车轮制动力 时, 在受检车轮不发生后移、滚筒表面附着系数和非受检车轮的水平推力一定的 情况下, 滚筒直径和中心距越小, 检测的制动力就越大。 2.2.2反力式滚筒制动试验台特点分析 试验表明, 不同的主从动滚筒高度差在一定范围内对示值的影响不大, 主从 动滚筒高度差与制动力示值成反比, 主要原因是车轮所承受反力发生改变。从这 个角度讲, 增大滚筒高度差对于制动力的检测并无益处。 2.3、惯性式制动检测平台 2.3.1 惯性式制动检测平台简介 惯性式制动试验台的滚筒相当于一个移动的路面， 试验台上各对滚筒分别带 有、轮，其惯性

21、质量与受检汽车的惯性质量相当。因此滚筒传动系统具有相当于 汽车在道路行驶的惯性，制动时，轮胎对滚筒表面产生阻力，虽然这时驱动滚筒 传动系统的动力(如电动机或汽车发动机的动力)已被切断。 但由于滚筒传动系统 肯定有一定的惯性，因而滚筒表面将相对于车轮移过一定距离。由此可见，在惯 性式制动试验台上可以模拟道路制动试验工况。 这种试验台的主要检测参数是各 轮的制动距离，同时还可测得制动时间或减速度。 2.3.2 惯性式制动检测平台原理分析 惯性式滚筒制动试验台按同时检测的轴数不同可分为单轴式、双轴式。双轴 惯性式滚筒制动试验台的结构简图，如图所示。 试验时，被检车驶上试验台后，前、后滚筒组之间的距离

22、可用液压缸 17 调 节，调节后用液压缸 18 锁紧。由汽车发动机动力驱动轮驱动后滚筒组旋转，左5右主动滚筒用半轴与传动器2相连，并经变速器3、万向节13、电磁离合器12、 传动轴11、变速器6、传动器2带动前滚筒及汽车前轮一起旋转。此时按被检车 辆行驶时的惯性等效质量配置的飞轮1也一起旋转。当达到试验转速时，断开连 接各滚筒的电磁离合器，同时作紧急制动。车轮制动后，滚筒飞轮依靠惯性继续 转动，滚筒能转动的圈数相当于车轮的制动距离。在规定试验车速下，滚筒继续 转动圈数取决于车轮制动器和整个制动系的技术状况。 滚筒转动圈数由装在滚筒 端部的光电传感器5转变为电脉冲送入计数器记录， 在滚筒的端部还

23、装有测速发 电机4测定试验车速。为防止汽车制动时向后窜出，在后滚筒组后装有第三滚筒 19。 双轴惯性式滚筒制动试验台简图 1-飞轮 2-传动器 3、6变速器 4-测速发电机 5、9光电传感器7- 可移导轨 8、12- 电磁离合器 10-移动架 11-传动轴 13-万向节 14-后滚筒 15-前滚筒 16-举升托板 17-移动架驱动液压缸 18-锁紧液压缸 19-第三滚筒 20-第三滚筒调节器 2.3.3 惯性式制动检测平台特点分析 这种动态检验制动性能的使用发法的试验条件接近汽车实际行驶条件， 具有 在任何车速下进行制动测试的优点。但这种试验台旋转部分分转动惯量较大，因 此其结构较复杂，占地面

24、积大，且检验的车型范围受到一定限制，所以应用范围 不如反力式来得广泛。 三、数据采集与处理 63.1 微机检测系统简介 汽车制动性能检测常用的方法是采用室内台架试验法, 即采用惯性式和反 力式制动试验台来近似地模拟实际的制动过程, 从而达到对汽车的制动性能进 行定量测试与分析。制动试验台所配备的测控系统, 目前主要有两类: 以单片 机为核心的智能化检测系统;以 PC 机为核心的微机检测系统。前者功能比较 单一, 以对汽车左、右轮制动力的定量测试为主, 不能准确、全面地反映汽车制 动性能参数, 系统的可扩充性能也较差,难以实现更高层次的检测诊断与控制; 后者是近年来汽车检测行业十分关注并竞相研制

25、开发的一类系统, 此类系统以 PC 机为核心, 有效地克服了单片机系统功能弱的缺点, 不但能实现对汽车制动 性能各项技术参数的全面测试, 还能实现对检测台架的实时控制, 对各项测试数 据进行系统分析与评价,同时, 为了满足汽车安全及综合性能检测线联网的需要, 系统还可提供串行通信和基于 TCP/ IP 的网络通信两种联网接口。目前国内已 有多种此类系统研制成功, 并得到了应用, 但纵观目前投入使用的这些系统,其 功能参差不齐, 特别是在有关数据采集与处理方法上存在较多的缺陷,从而导致 系统的测量精度不高,不能真实地反映汽车制动的全过程。 3.2 系统结构与工作原理 制动性能测试系统是由左、右轮

26、制动力传感器信号调理模块、第三滚筒速度 传感器信号调理模块、数据采集模块（A/D 卡）、控制输入/输出模块（I/O卡） 及LED 显示模块组成。其总体框图如图2 所示。整个测试过程如下：汽车开上制 动测试台后，其左、右轮压到位开关，工业控制计算机通过采集I/O卡状态，判 断汽车是否到位，通过I/O卡输出两个信号控制固态继电器，使交流接触器吸合， 启动左、右轮滚筒电机，此时开始测取阻滞力，在LED 显示屏上显示结果，并提7示驾驶员踩下制动踏板，车轮的制动力作用在滚筒上，该力通过力臂传给测力传 感器，经过信号调理模块，由计算机通过A/D 转换板测量出车轮的制动力并显示 在LED 屏幕上，同时当第三

27、滚筒的速度下降到最大速度的80 时，计算机通过 I/O 板输出信号停止电机转动，以防止粘砂滚筒对车轮胎造成损坏，此时完成了 一次测试过程。 3.2.1 制动力检测 制动力测量传感器采用应变片式电阻传感器，实现力-电压的线性转换，其 原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应 发生变化，即 KR R ，其中K为应变系数，为微应变，R为应变计电阻阻值。 图3是制动力测量传感器信号调理电路，其中错误！未找到引用源。V+、V- 错误！未找到引用源。为传感器输出的差动电压；错误！未找到引用源。为调零 电位器；错误！未找到引用源。为放大倍数调整电位器。整个电路实现了制动力 从零到满量程

28、对应的电压值为010 V，计算机根据A/D采集卡采集的AD码就可以 换算出制动力值。 图3 制动力测量电路 3.2.2 速度检测 速度传感器采用磁电感应式传感器， 其原理是利用导体和磁场发生相对运动 而在导体两端输出感应电动势。汽车制动台的第三滚筒带有一个齿圈，当齿圈随 着车轮转动时，磁电传感器产生与齿圈相同频率的近似正弦波的电压信号，经过8图4所示的电路放大整形后产生标准，TTL方波脉冲，A/D板上的8253对此脉冲计 数，即可求出汽车轮速。 图4 速度信号放大整形电路 3.3.3 系统的软件设计 整个控制系统软件设计采用Delphi语言来编写源代码，整机软件由主程序、 判断车辆到位子程序、

29、汽车轴重子程序、刹车力测量子程序、标定子程序、显示 子程序、数据传送子程序等组成。制动力测量主程序流程如图5所示。 四、传感器 本测试系统采用惯性式制动检测平台。所选传感器如下： 94.1编码器 4.1.1编码器的工作原理 编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射 和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成 A、B、C、D,每个正弦波相差 90 度 相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上， 可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。光电编码器是利 用光栅衍射原理实现位移数字变换的，增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉 冲输出

30、，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会 输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辩率时，可利用 90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或更换高分辩率编码器。 由于 A、B两相相差 90 度，可通过比较 A相在前还是 B相在前，以判别编 码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 分辨率编码器以每旋转 360 度提供多少的通或暗刻线称为分辨率， 也称解 析分度、或直接称多少线，一般在每转分度 510000线。 4.1.2编码器的选择 本测试系统采用光电增量实心轴旋转编码器 光 A-CHA 系列编码器。 品牌：CHBG 型号：B-ZSP

31、4006 额定电压：DC5V-DC24（V） 额定电流：消耗电流小于 100M（A） 机械寿命：20（万次） 电寿命：20（万次） 用途特点： 该产品广泛用于自动控制、自动测量、遥控、计算机技术及数控机床做角度 和横纵坐标的测量等； 采用 ASIC 光电器件，可靠性高、寿命长、抗干扰能力强、宽温度适用范围。 10 11 4.2计数卡 4.2.1计数卡简介 数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自 动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。 计数接口卡是一种连接传感器与PC连接的专用接口，用于记录脉冲数。 4.2.2计数卡的选择 根据设计需求，本系统采用

32、型号为M287489的计数卡。 M287489性能简介： 32 路数字量输入/输出及计数卡 32 路数字量输入/输出 3 个 16 位计数器，6 种编程方式 自带面包板利于用户开发 性能参数: 功耗（典型值） ：+5V500mA I/O地址：200H-3F8H 提供用于自开发的面包板区面积：540（3018） 每 0.9144mm 一个孔,孔与孔之间中心距离 为2.54mm 工作温度：060 储存温度：-2070 相对湿度：5%95% 25（不凝露） 尺寸(LW)：228104.8(mm) 32 路数字量输入/输出及计数卡 数字量输入 输入通道：32 路 输入低电平：最小 0.5V ,最大0.

33、8V 输入高电平：最小 2.0V ,最大5.0V 输入负载：在 0.4V时最大0.2mA 数字量输出 输出通道：32 路 输出低电平：最小0.5V,24mA 输出高电平：最小2.0V,15mA AD可编程定时器/计数器 频率范围：02.6MHz 计数器：3个 16 位计数器 方式：6 种可编程方式 时钟频率：2MNz，1MNz，500KHz 或 250KHz（跳线设置） 分频：1，10，100 或用户设置 4.3变频器 4.3.1变频器简介 把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称 作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单相交流电变12换为直流电（

34、DC） 。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC） ， 我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter） 所指的电机为感应式交流电机， 在工业领域所使用的大部分电机均为此类型 电机。旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的。另 外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电 机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频 器，是做为电机调速设备的优选设备。 4.3.2变频器的选型 本制动检测系统采用 LG IS5型变频器，其特征参数如下： 标准特性 ： - 功率/电压等级： 0.7522kW,200-23

35、0VAC,3 相 0.7522kW,380-460VAC,3 相 - 防护等级：IP20 - 变频器类型：PWM with IGBT - 控制方式：无传感器矢量控制 - 115kHz载波频率 - 0400Hz输出频率 - 可移动控制盘（读/写参数） - 智能加/减速 - 3 个多功能输入 - 2 个多功能输出 - 内置 PID 控制 - 速度预设 - 三线制运行 - 多步速运行 - 自动转矩补偿 - 直流制动 - 失速保护 - 内置制动单元（0.757.5kW） 五、软件开发 车辆制动性能检测系统是一个完整的测控平台，它具有数据采集，自动控制， 数据处理等功能。其中，数据采集功能包括采集安装在

36、滚筒端部的圆编码器输出 的脉冲信号和采集车辆制动踏板踏下时发出的制动信号。 自动控制功能体现在对 滚筒转速的精确控制。数据处理功能包括控制曲线图的显示，制动距离的计算， 车辆跑偏量的计算，数据保存等。 因此该系统的软件部分由以下功能模块组成：变频器启动/停止命令子程序， 变频器频率控制子程序，变频器串口通信子程序，转速控制子程序（PID控制， 模糊逻辑控制） ，制动信号采集子程序，制动距离检测子程序。 13 5.1串口通信程序 与变频器进行通讯，控制变频器的输出频率。 5.2制动信号采集程序 制动信号由操作者踩踏制动踏板产生。制动踏板和行程开关相连，当制动踏 板被踏下时，开关闭合，由此发出一个

37、制动信号。数据采集卡具有数字量输入功 能，无输入时默认为高电平，因此可将行程开关与地相连。当开关闭合时，输出 低电平信号。采集到制动信号后，同时给变频器发送停止工作命令，即进入制动 状态。 5.3 LabVIEW软件编程与实现 5.3.1 LabVIEW简介 本测试系统使用虚拟仪器开发平台 LabVlEW来编写测试系统的读数采样和 处理软件，采用 LabVIEW软件开发平台开发测试应用软件，功能强大，界面美 观、大方，是开发测试应用软件和数据采集软件的主流平台。 本系统应用 LabVIEW的图形化编程， LabVIEW开发平台支持 550多种标准 总线设备及数据采集卡，如串行接口、GPIB、V

38、X 工等，具有丰富的库函数和例 子， 对于大多数应用程序， 用户可以从例子中取得程序框架， 便于提高开发速度。 为加强 LabVIEW的功能，适应各种工业应用的需要， NI 公司又开发了一系列与 LabVIEW配合使用的软件包， 如自动测试工具、 可连结 25种数据库的 SQLI 具、14SPC分析函数工具、信号处理套件、 PID控制工具、图形控制工具、 FPGCPLD 工具包、虚拟硬件、可互换虚拟仪器等。这些都极大的降低了对使用者编程经验 的要求，易于工程师使用。提高了模块化程度，易于维护和扩展。 根据软件工程的科学方法提出软件的详细设计方案，并具体的编写程序，实 现数据采集， 、电路编程、

39、数据回读、报表输出等功能，应用用户事件技术和 ActiveX技术制作工具栏。本软件界面友好，功能强大，易于扩展和维护，有较 高的使用价值。 5.3.2 编程实现过程 (1)制定计划 确定制动系统检测软件的总目标，给出它的功能、性能、可靠性及接口等方 面的要求，由系统分析员和用户合作，研究完成该软件任务的可行性，探讨解决 问题的可能方案。 (2)需求分析和定义 这个阶段的任务是收集、分析、理解、确定本测试系统的需求，然后准确、 完整地把系统的需求明确地表达出来，其目的是明确软件系统需要“做什么“。 软件开发过程中，必须充分重视软件需求分析阶段，形成完整而明确的软件开发 计划和需求说明书，避免盲目

40、性和无计划性。 (3)软件设计 软件设计是软件工程的技术核心，目的是明确软件系统“如何做“。在这个 阶段中，把已经确定了的各项需求转换成一个相应的体系结构。结构中的每一个 组成部分都是意义明确的模块，每个模块都和某些需求相对应，即概要设计。进 而对每个模块要完成的工作进行具体的描述，为源程序编写打下基础，即详细设 计。软件设计阶段的设计目标是提高软件的可维护性、可读性以及可靠性。 (4)程序编写 程序编写阶段就是程序代码的具体实现阶段， 主要任务是根据设计说明书中 每个模块的控制流程编写相应的程序，进而得到软件系统的源代码。软件编程不 过是把软件设计的结果用计算机能够理解并可运行的语言来编写出

41、来。 程序质量 基本上由设计质量决定，但编程语言的风格对程序也有相当程度的影响。 (5)软件测试 测试是保证软件质量的重要手段， 主要方式是在设计测试用例的基础上检验 软件的各个组成部分。软件测试阶段可分为三个步骤：首先进行单元测试，查找 各模块在功能和结构上存在的问题并加以纠正：其次是系统组合测试，将已经测 试过的模块按一定顺序组装起来， 测试模块之间以及应用程序与外部硬件之间的 接口是否正确；最后是确认测试，在设备上测试整个软件系统是否满足功能和性 能要求。 (6)软件运行和维护 本阶段的主要任务是改正软件系统在使用中发现的隐含错误， 扩充在使用过 程中测试系统新的功能要求，其目的是维持软

42、件系统的正常运行。常规的软件维 护工作是很必要的，当发现程序故障或提出添加新功能的要求时，可以根据问题 的重要性、严重程度、或者对整个软件的影响进行等级划分，解决问题后，要对 软件进行重新测试。 15 16参考文献 1. 刘跃明, 卢贵忠, 曹家 汽车制动性能平板式试验台原理分析 云南农业 大学学报 2004年 8月 2. 谢峰 关于车辆制动性能检测中存在问题的探讨 城市车辆 2006年 6月 3. 别辉 汽车检测技术的现状及发展方向工艺与装备 2007年第二期 4. 崔娜，汪立力汽车制动检测系统的应用研究 仪表技术与传感器 2009 年第 6期 5. 王玉伟 基于 LabVIEW 的测试软件的设计硕士学位论文 2009 年 6月 6. 刘秋鸣，于明进惯性式制动检验台的研究 汽车运输 2000年第 26卷 7. 刘广玉 传感器的现状与未来 测控技术 1999年第 18卷 8. 曲波，肖圣兵，吕建波工业常用传感器选型指南北京：清华大学出版社 9. 曲波，朱仁盛光电传感器与应用 测试测量