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新能源汽车试验台测控系统研究与开发

作　者: 任友存
导　师: 张京明
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 试验台 LabVIEW 数据采集 MotoHawk 控制系统
分类号: U467.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

发展新能源汽车已经上升为国家战略，对缓解环境和能源压力，推动汽车产业转型升级，具有重要意义。但是我国新能源汽车产业还处于刚刚起步阶段，新能源汽车技术并不先进，在整车和关键零部件的研发和试生产过程中瓶颈凸显。如何突破发展瓶颈，研发测试新技术，已成为影响新能源汽车推向市场的关键因素。本文研究并搭建新能源汽车试验台，同时完成其测控系统的开发，为试验台后续开发和功能完善奠定基础。本文在研究了新能源汽车试验台开发的基础上，对试验平台的功能进行了分析，并对试验平台进行了模块划分，详细介绍了各模块的组成。针对试验台的特点，开发了一套基于LabVIEW的实时在线多通道数据采集分析系统，结合D2PMotoHawk开发平台，实现试验平台的电控。最终开发的测控系统能够实现试验台的动态监测、故障报警与关键部件的控制。文中重点研究试验台测控系统，以LabVIEW软件为开发环境，基于PCI和USB总线，对15个模拟量、4个频率信号、2个电压电流信号进行实时数据采集、显示、存储，信号处理和历史数据回放；利用数据采集卡的DO输出功能实现电磁离合器的控制；通过调用DLL与CAN通信实现电力测功机的远程调控与汽车行驶负载台架模拟的自动加载；基于D2P MotoHawk开发平台，实现PID算法的发动机油门驱动控制与开关磁阻电动机的转矩控制；并进行了测控系统应用界面的开发与可执行文件的生成，为试验台试验提供了一个良好的可视化人机互动操作界面。在上述研究的基础上，进行了测控系统测试试验和台架试验，对测控系统的功能进行测试与完善，试验证明系统可以稳定可靠运行，具有很强的实用性。通过分析试验结果，找出影响台架试验精度的因素，提出了部分解决措施，为新能源汽车的部件试验和整车试验提供了可靠的平台，对试验台后续开发与完善打下了坚实的基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究背景和意义  10-11
  1.2 试验台国内外研究现状  11-14
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-14
  1.3 本课题主要研究内容  14-15
第2章新能源汽车试验台功能分析  15-27
  2.1 引言  15
  2.2 试验台基本结构及其工作原理  15-17
    2.2.1 试验台基本结构  15-16
    2.2.2 试验台工作原理  16-17
  2.3 试验台功能分析  17-21
    2.3.1 元部件试验功能  18-20
    2.3.2 整车试验功能  20-21
  2.4 试验台功能模块的划分  21-26
    2.4.1 动力总成模块  21-22
    2.4.2 负载加载模块  22-23
    2.4.3 惯量模拟模块  23-24
    2.4.4 电源模块  24
    2.4.5 台架主控模块  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章多通道实时动态数据采集分析系统开发  27-43
  3.1 引言  27
  3.2 数据采集基础  27-32
    3.2.1 LabVIEW概述  27-28
    3.2.2 信号类型  28
    3.2.3 信号源的基准配置  28-29
    3.2.4 测量系统  29-32
  3.3 数据采集硬件系统  32-37
    3.3.1 数据采集卡简介  32-33
    3.3.2 采集卡的工作原理  33-35
    3.3.3 传感器的选择  35-37
  3.4 多通道数据采集系统设计  37-40
    3.4.1 数据采集与显示  37-39
    3.4.2 数据存储与回放  39-40
  3.5 信号处理  40-42
    3.5.1 滤波器的分类  40-41
    3.5.2 Butterworth滤波器  41-42
  3.6 本章小结  42-43
第4章 LabVIEW环境下试验台控制系统设计  43-58
  4.1 引言  43
  4.2 基于D2P MotoHawk发动机油门执行器的控制  43-47
    4.2.1 PID控制方案  43-44
    4.2.2 油门执行器工作原理  44-45
    4.2.3 基于MotoHawk的油门驱动控制程序设计  45-47
  4.3 开关磁阻电机的转矩控制  47-49
    4.3.1 开关磁阻电动机驱动系统  47-48
    4.3.2 电机转矩控制的实现  48-49
  4.4 电磁离合器的控制  49-50
  4.5 汽车行驶负载的台架模拟  50-53
    4.5.1 行驶阻力的模拟方法  50-51
    4.5.2 行驶阻力的实时模拟  51-53
  4.6 LabVIEW调用DLL与CAN通讯的实现  53-56
    4.6.1 CAN数据通信  53
    4.6.2 LabVIEW调用DLL实现测功机的控制  53-56
  4.7 测控系统界面开发与应用程序发布  56-57
  4.8 本章小结  57-58
第5章测控系统试验验证  58-68
  5.1 引言  58
  5.2 测控系统验证试验  58-62
    5.2.1 测控系统测试  58-62
    5.2.2 测试结果分析  62
  5.3 台架系统测试与试验  62-67
    5.3.1 试验与结果分析  63-66
    5.3.2 试验结果影响性分析  66-67
  5.4 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-74
致谢  74

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