基于CAN總線的摩托車底盤測(cè)功機(jī)的設(shè)計(jì).pdf

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文基于旭陽(yáng)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程指導(dǎo)教師：吳鋒20040201浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要利用摩托車底盤測(cè)功機(jī)可以在室內(nèi)模擬摩托車道路行駛阻力，定性和定量地進(jìn)行摩托車整車性能的臺(tái)架試驗(yàn)。本文設(shè)計(jì)了_種基于個(gè)硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)是基于利于整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展和系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。硬件系統(tǒng)有三個(gè)括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)控制節(jié)點(diǎn)和通訊節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)控制節(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)測(cè)試過程的控制。通訊節(jié)點(diǎn)是采用上下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。整個(gè)系統(tǒng)分工明確，有利于模塊化編程。該測(cè)功機(jī)主要是針對(duì)十五工況法測(cè)摩托車排放污染而設(shè)計(jì)的，摩托車工況法測(cè)試排放污染物及整車底盤動(dòng)力性能測(cè)試都需要進(jìn)行摩托車道路行駛阻力的測(cè)定及底盤測(cè)功機(jī)上摩托車行駛阻力的設(shè)定。利用慣性滑行法測(cè)定和計(jì)算摩托車道路行駛阻力，可以保證底盤測(cè)功機(jī)能夠較準(zhǔn)確地模擬摩托車實(shí)際道路行駛阻力。關(guān)鍵詞：摩托車；底盤測(cè)功機(jī)；況法灝江大學(xué)磷士學(xué)霞論文of of be by he of is on is in he is he is of AN he is in he is is he is of C of SB is he is in of be to of on by of by R aD,on 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章綜述11選題的意義摩托車底盤測(cè)功機(jī)是一種室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備，用于模擬摩托車在實(shí)際行駛時(shí)的阻力，測(cè)定摩托車的使用性能以及檢測(cè)摩托車的技術(shù)狀況，診斷摩托車的故障。摩托車底盤測(cè)功機(jī)既可用于摩托車科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可用于摩托車的維修生產(chǎn)。為了保護(hù)環(huán)境和控制機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)大氣的污染，2002年我國(guó)頒布了車用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)及裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法(摩托車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法(工況法)(輕便摩托車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法(工況法)(摩托車和輕便摩托車排氣污染物限值及測(cè)量方法(怠速法)(46212002)等標(biāo)準(zhǔn)。并于2003年1月1日起執(zhí)行。這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制實(shí)行都需要底盤測(cè)功機(jī)作為檢測(cè)工具。同時(shí)從今年開始我國(guó)摩托車行業(yè)即將進(jìn)行行業(yè)準(zhǔn)入制度，獲得生產(chǎn)資格的企業(yè)都必須裝備摩托車底盤測(cè)功機(jī)。目前，我國(guó)摩托車行業(yè)底盤測(cè)功機(jī)大部分為進(jìn)13，每臺(tái)設(shè)備投資幾十萬(wàn)美元，并且難以全面貫徹執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)摩托車底盤測(cè)功機(jī)的研究還處于成長(zhǎng)階段。為了全面貫徹新國(guó)標(biāo)，提高我國(guó)摩托車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，新型的底盤測(cè)功機(jī)的研制是很必要的。用于摩托車檢測(cè)維修作業(yè)的底盤測(cè)功機(jī)，一般都不只是簡(jiǎn)單的檢測(cè)摩托車的輸出功率，而且還要具有滿足檢測(cè)維修作業(yè)需要的其它功能，主要有：(1)測(cè)量摩托車驅(qū)動(dòng)輪輸出功率。(2)檢驗(yàn)?zāi)ν熊嚮行阅堋?3)檢驗(yàn)?zāi)ν熊嚰铀傩阅堋?4)檢驗(yàn)車速表。(5)配備油耗儀和排放儀的底盤測(cè)功機(jī)可以在室內(nèi)模擬道路行駛，測(cè)量摩托車的等速油耗和排放。測(cè)定摩托車驅(qū)動(dòng)輪輸出功率是底盤測(cè)功機(jī)最基本的功能。而模擬運(yùn)行工況衍生檢測(cè)摩托車排放污染物等功能，一般通用的底盤測(cè)功機(jī)均不具備，只有高檔的專用底盤測(cè)功機(jī)才具有這樣的功能。本課題“基于是針對(duì)目前中國(guó)摩托車企浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文業(yè)的需求現(xiàn)狀所提出來(lái)的，由于國(guó)家對(duì)摩托車生產(chǎn)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，摩托車企業(yè)配備底盤測(cè)功機(jī)也是形勢(shì)所需。該測(cè)功機(jī)主要是針對(duì)十五工況法測(cè)摩托車污染排放而設(shè)計(jì)的，能準(zhǔn)確進(jìn)行道路阻力的模擬，從而達(dá)到工況法測(cè)排放的目的。12研究現(xiàn)狀司汽車底盤測(cè)功機(jī)在我國(guó)已經(jīng)有一些企業(yè)生產(chǎn)了一系列的產(chǎn)品，但是對(duì)于摩托車底盤測(cè)功機(jī)的研究卻還不是很多。而國(guó)外也已經(jīng)有比較成熟的產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品在我國(guó)的實(shí)際使用過程當(dāng)中都存在著一些問題，因此國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)在主要集中在控制系統(tǒng)這一部分，因?yàn)闄C(jī)械部分都是非常類似的。與傳統(tǒng)的道路試驗(yàn)相比，在室內(nèi)模擬路試工況用底盤測(cè)功機(jī)完成有關(guān)的汽車、摩托車性能試驗(yàn)具有節(jié)省時(shí)間、降低費(fèi)用、測(cè)量重復(fù)性好、精度高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可比性好等優(yōu)點(diǎn)，目前，底盤測(cè)功機(jī)已經(jīng)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家汽車制造業(yè)、汽車維修業(yè)、環(huán)保排放檢測(cè)，乃至汽車更新報(bào)廢判定等工作中，獲得了廣泛的應(yīng)用。以美國(guó)為例，2000年僅用于環(huán)保汽車排放檢測(cè)工作中的底盤測(cè)功機(jī)高達(dá)6000臺(tái)以上，而美國(guó)野馬公司宣稱，其測(cè)功機(jī)產(chǎn)量已達(dá)每周150臺(tái)。中國(guó)汽車維修企業(yè)總數(shù)約37萬(wàn)戶，其中一類維修企業(yè)，按5計(jì)，約18萬(wàn)戶。根據(jù)交通部關(guān)于汽車維修企業(yè)設(shè)備配囂的規(guī)定一類維修服務(wù)企業(yè)及綜合性能檢測(cè)站均必須配備底盤測(cè)功機(jī)。國(guó)外的汽車底盤測(cè)功機(jī)的研究和生產(chǎn)經(jīng)歷了機(jī)械式、模擬電子式、數(shù)字測(cè)控式和計(jì)算機(jī)控制式這幾個(gè)階段。德國(guó)申克公司生產(chǎn)的汽車底盤測(cè)功機(jī)，它自己帶有的一套控制模式能實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制等模擬控制轉(zhuǎn)速、滑行等功能，但是對(duì)人員的素質(zhì)要求較高，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，自動(dòng)化程度低；它的試驗(yàn)數(shù)據(jù)登陸部分，只對(duì)數(shù)據(jù)作低層次的處理；在打印機(jī)上不加選擇的輸出，需輔以大量的手工處理，才能得到所需要的試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。國(guó)內(nèi)引進(jìn)的大多是日本模擬電子式底盤測(cè)功機(jī)。1981年，天津公共汽車公司三廠和交通部腳踏科學(xué)研究院參考引進(jìn)日本彌榮的制出汽車性能試驗(yàn)臺(tái)。1991年，交通部公路研究所和成都汽車保修機(jī)械廠制成0束了我國(guó)不能生產(chǎn)底盤測(cè)功機(jī)的歷史。華中科技大學(xué)(原華中理工大學(xué))開發(fā)了一種基于種三軸六輪驅(qū)動(dòng)直流電力底盤測(cè)功機(jī)(每軸帶2浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文有兩個(gè)直徑O8可實(shí)現(xiàn)單軸、雙軸或三軸驅(qū)動(dòng)?；旧峡蓪?duì)各種中小噸位的汽車進(jìn)行道路模擬實(shí)驗(yàn)。前轉(zhuǎn)鼓和后轉(zhuǎn)鼓分別由兩臺(tái)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，第三軸則根據(jù)需要，通過離合器由后軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)或分離。三根軸的間距可調(diào)。由于前后轉(zhuǎn)鼓是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的，因此可以實(shí)現(xiàn)軸間有力差或軸間有速度差的汽車的道路模擬實(shí)驗(yàn)，也可以實(shí)現(xiàn)一根軸驅(qū)動(dòng)，而另一根軸隨動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)方式?？刂品绞届`活，既可由轉(zhuǎn)鼓在某種恒定速度下反拖汽車行駛，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)摩擦損失的測(cè)量研究，又可以對(duì)汽車在不同速度情況下的道路阻力進(jìn)行模擬，施加給電機(jī)而完成汽車動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性的研究。清華大學(xué)自動(dòng)化系丌發(fā)了一種多功能汽車底盤測(cè)功機(jī)，其控制微機(jī)采用高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過對(duì)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)和控制方法進(jìn)行改進(jìn)，采用經(jīng)驗(yàn)控制和自適應(yīng)控制相結(jié)合的控制方案實(shí)現(xiàn)了不同工況不同負(fù)荷下動(dòng)力性能的連續(xù)測(cè)量并且增加了排放的連續(xù)測(cè)量功能。南理工大學(xué)和廣東省南海市闖拓高科技有限公司聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品。該底盤測(cè)功機(jī)的加速性能采用了電模擬方式，由測(cè)量系統(tǒng)對(duì)汽車加速過程中的車速、加速度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并由計(jì)算機(jī)依據(jù)行駛阻力的理論公式控制電渦流測(cè)功機(jī)實(shí)時(shí)生成各種行駛阻力，實(shí)現(xiàn)模擬加載。電渦流測(cè)功器出定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，在定子四周裝有勵(lì)磁線圈，轉(zhuǎn)子作為電磁盤與試驗(yàn)裝置的主動(dòng)滾筒相連。當(dāng)勵(lì)磁線圈通過直流電流時(shí)，就產(chǎn)生了磁場(chǎng)，而在該磁場(chǎng)中主動(dòng)的轉(zhuǎn)子盤上就產(chǎn)生了渦電流，又由于渦電流和定子的磁場(chǎng)之間相互作用，因而對(duì)轉(zhuǎn)子盤產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)力矩。只要控制電渦流測(cè)功器勵(lì)磁線圈的電流大小，就可以改變對(duì)滾筒旌加的制動(dòng)力矩，該力矩等于作用于驅(qū)動(dòng)輪上的旋轉(zhuǎn)力矩。這就是電模擬的原理。西安交通大學(xué)的交流底盤測(cè)功機(jī)的控制系統(tǒng)由一臺(tái)下位工控機(jī)和一臺(tái)位工控機(jī)主要用作道路阻力設(shè)定器的功能，實(shí)時(shí)計(jì)算得到當(dāng)前應(yīng)該給定的阻力大小并送至變頻器。兩臺(tái)變頻器分別用于控制冷卻風(fēng)機(jī)和測(cè)功機(jī)。天津大學(xué)的型摩托車底盤測(cè)功機(jī)于1999年9月通過天津市科委主持的市級(jí)鑒定。其主要性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)標(biāo)1462293和行標(biāo)是比較老的標(biāo)準(zhǔn))的要求，設(shè)計(jì)水平和測(cè)量精度均達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，它的研制成浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文功填補(bǔ)了困內(nèi)摩托車底衙測(cè)功機(jī)的空白，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平?，F(xiàn)道路行駛阻力，模擬勻速、變速、爬坡各種狀況的道路阻力和慣性力作用；采用機(jī)械慣量和電慣量模補(bǔ)償相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)差地模擬受試車的慣性作用：采用配有能耗制動(dòng)單元的變頻控制器，控制風(fēng)速，達(dá)到風(fēng)速跟蹤的要求。還有其他一些單位也丌發(fā)了一些同類的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在實(shí)際的科研和生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)揮了作用。但這些產(chǎn)品功能的可擴(kuò)充性不是很好，而且不能很好的適應(yīng)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。13研究方案我國(guó)生產(chǎn)底盤測(cè)功機(jī)的歷史雖然已經(jīng)超過15年，但主要集中在汽車使用和維修用的底盤測(cè)功機(jī)，而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有部分研究單位已經(jīng)在研究環(huán)保測(cè)量汽車摩托車排放專用底盤測(cè)功機(jī)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主機(jī)(機(jī)械部分)已接近并在某些主要指標(biāo)方面達(dá)到或超過進(jìn)口設(shè)備水平，主要差距仍然在測(cè)控系統(tǒng)的硬件和軟件方面。因此我在參與這次課題開發(fā)的過程中將工作的重點(diǎn)放在測(cè)控系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)方面。根據(jù)排放和臺(tái)架試驗(yàn)要求，底盤測(cè)功最主要的性能要求有三項(xiàng)：(1)在底盤測(cè)功機(jī)上再現(xiàn)車輛道路行駛阻力；(2)冷卸風(fēng)速跟蹤車速變化；(3)模擬變速工況中的實(shí)際慣性力。該測(cè)功機(jī)采用電渦流測(cè)功機(jī)在檢測(cè)設(shè)備和單片機(jī)的控制下再現(xiàn)道路行駛阻力，模擬勻速、變速、爬坡各種狀況的道路阻力和慣性力作用：采用機(jī)械慣量模擬受試車的慣性作用；采用變頻器控制風(fēng)速，達(dá)到風(fēng)速跟蹤的要求。同時(shí)在硬件的設(shè)計(jì)方面采用數(shù)控制以及傳輸總線，單片機(jī)的程序主要用樣有利于程序的移植和修改，同時(shí)應(yīng)用模塊化編程，使得程序的可讀性強(qiáng)，修改和維護(hù)方便。上位機(jī)與下位機(jī)的通訊采用而達(dá)到傳遞速度快、實(shí)時(shí)性好、連接力便的目的。托車底盤測(cè)功機(jī)對(duì)測(cè)量的參數(shù)實(shí)時(shí)性要求非常高，而且要求傳輸準(zhǔn)確，因浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文為這些參數(shù)也是底盤測(cè)功機(jī)的控制加載系統(tǒng)所必需的控制變量，因此將這些參數(shù)迅速測(cè)量出來(lái)并且準(zhǔn)確地送到單片機(jī)中進(jìn)行處理就顯得非常重要。本文設(shè)計(jì)的基于得傳輸線路大大簡(jiǎn)化，可靠性得到極大提高，有效的節(jié)約了線束安裝空間和系統(tǒng)成本，商且有利于摩托車底盤測(cè)功機(jī)朝著規(guī)范化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。14 線即控制器局部網(wǎng)絡(luò)，是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇。德國(guó)初主要用于汽車內(nèi)部檢測(cè)以及控制系統(tǒng)問的數(shù)據(jù)通信。采用了有較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性。1)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)亥0向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。(2)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等方式傳送和接受數(shù)據(jù)，通信介質(zhì)采用雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10kbs，通信速率最高達(dá)1Mbs40m。際可達(dá)110個(gè)。(3)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響的繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效的避免了總線沖突。一幀為8個(gè)字節(jié)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，每幀信息都有證了數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率極低。(4)有自動(dòng)關(guān)閉輸出的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其它的操作不受影響。浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文此將時(shí)還具有良好的擴(kuò)展性。這也是本課題的創(chuàng)新點(diǎn)。15本文的主要內(nèi)容第一章綜述簡(jiǎn)單回顧了底盤測(cè)功機(jī)的發(fā)展歷史以及現(xiàn)狀，闡述了開展本課題的重要性、必要性以及本課題的目標(biāo)、任務(wù)、研究方案。第二章介紹了底盤測(cè)功機(jī)的整體設(shè)計(jì)。主要有滾筒機(jī)械部分的尺寸設(shè)計(jì)、電渦流測(cè)功機(jī)的選取、飛輪組的設(shè)計(jì)以及其它一些相關(guān)部件的選取。第三章主要分析了摩托車底盤測(cè)功機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型，從理論上對(duì)摩托車在底盤測(cè)功機(jī)上的運(yùn)動(dòng)和道路上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，從而為底盤測(cè)功機(jī)的道路阻力模擬提供了理論基礎(chǔ)。第四章主要介紹了底盤測(cè)功機(jī)的控制系統(tǒng)的硬件部分的組成和設(shè)計(jì)，主要有三個(gè)五章主要介紹了底盤測(cè)功機(jī)控制系統(tǒng)的道路阻力模擬的軟件設(shè)計(jì)、控制策略以及上位機(jī)的軟件的設(shè)計(jì)。第六章主要是介紹了在底盤測(cè)功機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測(cè)量以及恒轉(zhuǎn)速過程進(jìn)行了驗(yàn)證。第七章是結(jié)論，主要探討了測(cè)功機(jī)存在的不足以及如何對(duì)測(cè)功機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展。并就進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能提出了建議和思路。6浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章底盤測(cè)功機(jī)的總體設(shè)計(jì)21底盤測(cè)功機(jī)的基本原理17托車相對(duì)地面是靜止不動(dòng)的，因此必須創(chuàng)造一個(gè)使摩托車能輸出所具有的動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)條件，即底盤測(cè)功機(jī)應(yīng)有一種活動(dòng)地面，使摩托車能夠產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還能制造摩托車行駛阻力，以平衡、吸收摩托車輸出的動(dòng)力。這樣底盤測(cè)功機(jī)的基本構(gòu)成應(yīng)有：模擬路面的滾筒系統(tǒng)、模擬行駛阻力的加載系統(tǒng)、測(cè)定摩擦阻力的倒拖系統(tǒng)、模擬冷卻風(fēng)的風(fēng)速跟蹤系統(tǒng)和測(cè)量、控制系統(tǒng)。圖2一測(cè)時(shí)將待檢測(cè)摩托車驅(qū)動(dòng)輪支承在滾筒上，驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒就相當(dāng)于移動(dòng)路面，使摩托車產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。與滾筒串接的電渦流測(cè)功機(jī)用于定子對(duì)轉(zhuǎn)子施加制動(dòng)作用，進(jìn)行加載，增加滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力。摩托車驅(qū)動(dòng)輪為帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)必須輸出相應(yīng)的動(dòng)力以克服滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力(即摩托車行駛阻力)。這樣就可以根據(jù)檢測(cè)的需要調(diào)節(jié)、控制摩托車的行駛阻力。摩托車等速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪輸出的動(dòng)力與滾筒系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力平衡。摩托車加速、滑行時(shí)的慣性阻力通過與滾筒串接的飛輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)模擬。驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速?gòu)霓D(zhuǎn)速傳感器測(cè)取。I 圖21摩托車底盤測(cè)功機(jī)示意圖測(cè)功機(jī)的定子對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行加載的同時(shí)，也受到大小相等、方向相反的力矩作浙江人學(xué)碩士學(xué)位論文用，此反力矩使定子繞其軸擺并經(jīng)一定長(zhǎng)度的桿臂傳給測(cè)力傳感器：測(cè)力裝置便將測(cè)定的力矩及車輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)速換算成驅(qū)動(dòng)輪的輸出功率或驅(qū)動(dòng)力?？刂葡到y(tǒng)按照檢測(cè)的需要，根據(jù)測(cè)力和測(cè)速傳感器反饋的信息，向測(cè)功機(jī)發(fā)出增減系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力的指令(即增減摩托車行駛阻力)，以調(diào)節(jié)和控制摩托車驅(qū)動(dòng)輪輸出的功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工況的模擬。22底盤測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)底盤測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)，功能不同結(jié)構(gòu)就有差別，功能越齊全，結(jié)構(gòu)就越完備。該底盤測(cè)功機(jī)是電渦流式底盤測(cè)功機(jī)，功能較為齊全，其設(shè)計(jì)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成。221滾筒裝置的設(shè)計(jì)滾筒裝置是測(cè)功機(jī)的基本組件，其結(jié)構(gòu)和性能的好壞，將直接影響測(cè)功機(jī)的測(cè)試精度。滾筒采用鋼制空，心結(jié)構(gòu)。滾筒直徑、表面狀況是影響測(cè)功機(jī)性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。滾筒直徑?jīng)Q定了車輪與滾筒的接觸狀況。直徑大時(shí)，滾筒曲率半徑大，車輪在滾筒上運(yùn)轉(zhuǎn)接近在道路上行駛的狀況，滑轉(zhuǎn)率小，滾動(dòng)阻力小，測(cè)試精度高；滾筒直徑小時(shí)，由于接觸比壓大，滑轉(zhuǎn)率大，滾動(dòng)阻力大，在高速下會(huì)使傳遞功率損失7同時(shí)，車輪在小直徑滾筒上滾動(dòng)時(shí)會(huì)增加輪胎的摩擦力，長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使輪胎表面測(cè)試升高到臨界值，導(dǎo)致輪胎早期損壞。因此，試驗(yàn)車速達(dá)到20kmBT 181762002規(guī)定摩托車底盤測(cè)功機(jī)滾筒的直徑要大于或等于400時(shí)國(guó)標(biāo)要求測(cè)功機(jī)的基本當(dāng)量質(zhì)量是100就是要求電渦流測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量加上滾筒的當(dāng)量質(zhì)量為100渦流測(cè)功機(jī)的當(dāng)量質(zhì)量是126此按照這兩個(gè)參數(shù)的要求可以設(shè)計(jì)滾筒的尺寸為：外徑503徑480度為300筒表面型式采用滾花滾筒。222加載裝置選取用底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試摩托車性能和檢測(cè)摩托車技術(shù)狀況，就必須能模擬摩托車在道路上行駛時(shí)所受到的各種阻力。摩托車行駛時(shí)內(nèi)部阻力是因?yàn)槟ν熊噦鲃?dòng)系的損失而引起的，其值在道路上和測(cè)功機(jī)上都是一樣的。摩托車在道路上行駛時(shí)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文的外部測(cè)功機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)只有驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所引起的外部阻力比在道路上行駛時(shí)少，在測(cè)功機(jī)上不存在摩托車在道路上行駛時(shí)所受到的空氣阻力、爬坡阻力，以及從動(dòng)輪的軸承摩擦、空氣阻力摩擦和滾動(dòng)阻力。這些外部阻力需要通過測(cè)功機(jī)加載裝置模擬，以使摩托車受力狀況同在道路上行駛一樣。常用的測(cè)功機(jī)有電力測(cè)功機(jī)、水力測(cè)功機(jī)和磁粉測(cè)功機(jī)。這些測(cè)功機(jī)都是根據(jù)測(cè)功機(jī)作用力矩與鍘功機(jī)反作用力矩大小相等、方向相反的原理來(lái)測(cè)量的。1電力測(cè)功機(jī)電力測(cè)功機(jī)的工作原理和電機(jī)基本相同，其轉(zhuǎn)子和定子都是以磁通作為傳遞媒介進(jìn)行工作的。轉(zhuǎn)子和定子之間的作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以只要將其定子做成能繞其軸線自由擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)，便可測(cè)定其轉(zhuǎn)子的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即定子的反力矩。電力測(cè)功機(jī)有直流電力測(cè)功機(jī)、交流電力測(cè)功機(jī)和電渦流測(cè)功機(jī)三種型式。(1)直流電力測(cè)功機(jī)直流電力測(cè)功機(jī)與一般電機(jī)主要的不同之處是定子外殼被支承在一對(duì)軸承上，并可以繞軸線自動(dòng)擺動(dòng)。在定子外殼上固定個(gè)力臂，它與測(cè)力機(jī)構(gòu)連接，用以測(cè)定轉(zhuǎn)矩。被測(cè)動(dòng)力機(jī)械的輸出軸與直流電力測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)子連接在一起旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電樞繞組切割定子繞組磁場(chǎng)的磁力線，在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的制動(dòng)力矩，電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，以達(dá)到測(cè)功的目的。相反，當(dāng)電樞回路有電流通過時(shí)，在磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁電力作用而產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相同的驅(qū)動(dòng)力矩，這是電機(jī)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以達(dá)到反拖(測(cè)量動(dòng)力機(jī)械的摩擦功)的目的。(2)交流電力測(cè)功機(jī)常用的三相交流發(fā)電機(jī)可作為最簡(jiǎn)單的交流電力測(cè)功機(jī)。當(dāng)被測(cè)動(dòng)力機(jī)械直接驅(qū)動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)時(shí)，其測(cè)得的有效功率為：c=石志c。為測(cè)得的有效功率(kw)i為交流發(fā)電機(jī)的電壓(v)；)；玎為交流發(fā)電機(jī)的效率；于和直流電力測(cè)功機(jī)同樣的原因，交流電力測(cè)功機(jī)的定子外殼也應(yīng)當(dāng)做成可以繞轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)的平衡式結(jié)構(gòu)。交流電力測(cè)功機(jī)既可以按電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以按發(fā)電機(jī)運(yùn)行。按發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，測(cè)功機(jī)發(fā)出的電能，可以消耗在負(fù)荷電阻上，在條件許可時(shí)，也可以輸回供電電網(wǎng)加以利用。(3)電渦流測(cè)功機(jī)電渦流測(cè)功機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子周圍裝有激磁線圈，激磁線圈通直流電時(shí)，定子在鐵芯與轉(zhuǎn)子間隙處就有磁力線通過，轉(zhuǎn)子(與測(cè)功機(jī)主滾筒串接)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成波幅脈振的磁場(chǎng)，并在轉(zhuǎn)子或定子上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電流(即電渦流)阻止磁場(chǎng)的脈振。該電渦流與它產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)負(fù)荷力矩，力矩的方向和滾筒旋轉(zhuǎn)的方向相反，成為制動(dòng)力矩起到加載作用。調(diào)節(jié)激磁電流即可改變制動(dòng)力矩的大小，從而形成被測(cè)動(dòng)力機(jī)械的外部阻力。與此同時(shí)，定子也受到一個(gè)與制動(dòng)力矩大小相等，方向相反的力矩。由于定子浮動(dòng)裝于支承座上，受外力作用后定予便可轉(zhuǎn)動(dòng)。通過測(cè)力裝置便可測(cè)定動(dòng)力機(jī)械經(jīng)滾筒輸出的功率。被測(cè)動(dòng)力機(jī)械輸出的功率被電渦流器吸收，轉(zhuǎn)換為電渦流，在渦流器的轉(zhuǎn)子或者定子中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌l(fā)。因此，為使轉(zhuǎn)子或定子處于正常的工作溫度，必須盡快將其熱量排出，迅速冷卻。常用水或冷氣作為介質(zhì)把電渦流轉(zhuǎn)化的熱量排出。據(jù)此電渦流測(cè)功機(jī)分成水冷式和風(fēng)冷式兩類。風(fēng)冷式電渦流測(cè)功機(jī)的原理圖如下所示。1定子2轉(zhuǎn)子3磁力線圈4拉壓傳感器幽圖22風(fēng)冷式電渦流測(cè)功機(jī)的基本結(jié)構(gòu)0浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文風(fēng)冷式電渦流功率吸收裝置主要由轉(zhuǎn)子、定子、勵(lì)磁線圈、支承軸承、冷卻傳感器等組成，其特點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便；冷卻效率低，功率吸收裝置不易長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，其轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁率隨溫度的上升而下降；因而其最大吸收功率隨溫升而減小，所以一般風(fēng)冷式功率吸收裝置在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷下工作時(shí)間不宜超過5分鐘。由于冷卻風(fēng)扇在工作時(shí)消耗一定的功率，所以應(yīng)該將風(fēng)扇所消耗的功率計(jì)入摩托車驅(qū)動(dòng)輪的輸出功率。2水力測(cè)功機(jī)水力測(cè)功機(jī)是以水作為工質(zhì)的一種液力測(cè)功裝置，其主體為水力制動(dòng)器。制動(dòng)器由轉(zhuǎn)子和外殼組成，外殼由滾動(dòng)軸承支承，因而可以自由擺動(dòng)。根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同，水力測(cè)功機(jī)可分為圓盤式、柱銷式、葉輪式和渦流式等四種形式。3磁粉測(cè)功機(jī)磁粉測(cè)功機(jī)是根據(jù)轉(zhuǎn)予和外殼內(nèi)腔之間填充的磁粉微粒處于磁化狀態(tài)后產(chǎn)生的反力矩來(lái)測(cè)功的。當(dāng)外殼上的勵(lì)磁線圈不通電時(shí)，磁粉呈自由狀態(tài)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁粉受離心力的作用而附在轉(zhuǎn)子與外殼內(nèi)腔之間的間隙邊緣，不傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)線圈通電時(shí)，磁粉處于磁化狀態(tài)，沿徑向排列互相吸引，在轉(zhuǎn)子和外殼內(nèi)腔之問形成磁粉鏈，而磁粉鏈中微粒間的引力則構(gòu)成了制動(dòng)力矩。這種測(cè)功機(jī)體積小，轉(zhuǎn)矩大，在工作區(qū)域內(nèi)勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)矩近似里線性關(guān)系。當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，具有等轉(zhuǎn)矩特性，響應(yīng)速度快，最大功率下可在任一工況點(diǎn)工作，故特別適合在大轉(zhuǎn)矩和中、低轉(zhuǎn)速工況應(yīng)用。由于高溫會(huì)引起磁粉燒結(jié)和磁勝退化，故需采取良好的冷卻措施，且不宜長(zhǎng)期在高速狀態(tài)下使用。由于電渦流測(cè)功機(jī)所消耗的勵(lì)磁功率很小，只需要變動(dòng)數(shù)安培的勵(lì)磁電流，就能有效的控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這樣可以方便地完成自動(dòng)化控制，有利于實(shí)現(xiàn)按預(yù)定程序運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)測(cè)試，同時(shí)考慮到摩托車底盤測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)矩比較小，以及現(xiàn)場(chǎng)安裝的方便，該底盤測(cè)功機(jī)采用風(fēng)冷式電渦流測(cè)功機(jī)，型號(hào)為西班牙續(xù)工作20大扭矩150Nm。其當(dāng)量慣量為126 223慣性模擬裝置的設(shè)計(jì)摩托車在道路上行駛時(shí)，摩托車本身具有一定的慣性，即摩托車的動(dòng)能。摩浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文托車在底盤測(cè)功機(jī)滾筒上是相對(duì)靜止的，不具有平動(dòng)動(dòng)能。檢測(cè)時(shí)摩托車驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)滾筒系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，由于系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小于摩托車的平動(dòng)質(zhì)量，加速時(shí)不足以產(chǎn)生與摩托車在道路上行駛時(shí)的加速阻力，減速時(shí)，又不具有摩托車在道路行駛時(shí)的動(dòng)能。為了模擬摩托車在非穩(wěn)定工況運(yùn)行時(shí)的阻力，進(jìn)行非穩(wěn)定工況的性能測(cè)試，如加速性能、減速性能等，該底盤測(cè)功機(jī)配胃了模擬摩托車慣量的裝置一機(jī)械式的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量裝置，即飛輪組。底盤測(cè)功機(jī)通過設(shè)置飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量即可調(diào)節(jié)、補(bǔ)償測(cè)功機(jī)滾筒等旋轉(zhuǎn)件慣量的動(dòng)能，模擬摩托車在道路上非穩(wěn)定工況行駛的阻力。飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是根據(jù)被測(cè)摩托車的行駛動(dòng)能確定，摩托車在道路上行駛的動(dòng)能為：巨=尋肌p，+厶b2+s(2中：m摩托車平動(dòng)質(zhì)量(含駕駛員質(zhì)量75堙；m廠摩托車前、后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，2；車輪角速度，s：P摩托車傳動(dòng)系旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。摩托車以同車速：=丟彬+扣出；+圭咖，2+圭巾；+e (2一z)式中：，一飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，堙，滾筒角速度，1卜滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，堙測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，堙，CO，1)式：底盤測(cè)功機(jī)為模擬摩托車道路行駛時(shí)的動(dòng)能必須滿足的條件為：，0 2國(guó)，=m；浙江人學(xué)碩士學(xué)位論文，=l，?7形一，一L， (23)底盤測(cè)功機(jī)定型后，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量山和加載電渦流測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J：均為已知值，被測(cè)摩托車的質(zhì)量和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也為定值，故可以根據(jù)(2同時(shí)參照 18176照其當(dāng)量質(zhì)量的適用范圍，慣性模擬范圍可達(dá)到150去測(cè)功機(jī)的基本當(dāng)量質(zhì)量100際加載慣量達(dá)到50照國(guó)標(biāo)的分級(jí)要求，飛輪組采用0000簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，底盤測(cè)功機(jī)的飛輪均做成薄圓盤形?？砂聪率角蟮蔑w輪的結(jié)構(gòu)尺寸：b。P=m， (2中：，?廠一飛輪質(zhì)量，瞎；r，飛輪半徑，飛輪盤厚，m；p飛輪材料比重，kg上式可以求得各個(gè)飛輪的尺寸：度為1020度為510度為30度為20度為24測(cè)量裝置的確定測(cè)量裝置由測(cè)力裝置和測(cè)速裝置組成，它們是底盤測(cè)功機(jī)的基本組成件。應(yīng)陔工作可靠、精確，即測(cè)量誤差小，指標(biāo)讀數(shù)穩(wěn)定，并能迅速的適應(yīng)被測(cè)值的變化。測(cè)力裝胃用以測(cè)量測(cè)功機(jī)滾筒上的扭矩，經(jīng)變換后可得出作用在驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力。測(cè)力裝置的測(cè)力精確度(即通常所講的精度)主要取決于測(cè)力傳感器的精確度和測(cè)力系統(tǒng)的精確度。該底盤測(cè)功機(jī)采用電測(cè)式的測(cè)力裝置，所用測(cè)力式傳感器的非線性、不重復(fù)性以及滯后性均為滿量程時(shí)的002O03，其精確度很高。因此，測(cè)力裝置的誤差主要是由測(cè)力系統(tǒng)引起，其準(zhǔn)確度取決于測(cè)力裝浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文置的結(jié)果及工藝水平。測(cè)力裝置主要由電渦流機(jī)外殼、力臂、傳感器的信號(hào)采集、處理等器件組成。電渦流機(jī)外殼(定予)是藉軸承安裝在軸承座上，外殼由此可在軸承座上繞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，外殼上裝有測(cè)力臂，測(cè)力傳感器便裝在臂端。該電渦流測(cè)功機(jī)采用的測(cè)力傳感器是拉壓力傳感器(圖2拉壓傳感器安裝圖電渦流測(cè)功機(jī)工作時(shí)，電渦流與其磁場(chǎng)的互相作用對(duì)轉(zhuǎn)子形成制動(dòng)力矩(其作用方向與串接于滾筒上的轉(zhuǎn)予旋轉(zhuǎn)方向相反，受力狀況與摩托車在道路行駛相同)，與此同時(shí)，外殼(定子)也受到一個(gè)與向相反的力矩M，臂就對(duì)固定位的傳感器產(chǎn)生拉力或壓力。圖中動(dòng)臂對(duì)位移傳感器彈簧產(chǎn)生壓力，使彈簧發(fā)生位移。根據(jù)虎克定律，在彈性范圍內(nèi)作用力與位移成正比，由此通過位移計(jì)即可得出作用于傳感器上的力值。當(dāng)拉壓力傳感器受到電渦流外殼力臂的拉力或壓力(取決于拉壓力傳感器安裝位置)后，產(chǎn)生應(yīng)變，通過應(yīng)變放大器，即可得到一定的輸出電壓，將力的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)后再經(jīng)過標(biāo)定，就可得到作用于傳感器的壓力或拉力值。測(cè)速裝置用以測(cè)量底盤測(cè)功機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速，經(jīng)運(yùn)算后可得出相應(yīng)的摩托車行駛速度。測(cè)速裝置由速度傳感器以及信號(hào)采集、處理的元器件組成。該底盤測(cè)功機(jī)測(cè)速裝置采用磁電式車速傳感器。圖24為磁電式車速傳感器工作原理圖。傳感器由固裝在底盤測(cè)功機(jī)滾筒軸上的齒輪1和磁電傳感器(感應(yīng)線圈2及永久磁鐵3)等組成。齒輪隨同滾筒旋轉(zhuǎn)。當(dāng)磁電傳感器對(duì)準(zhǔn)齒頂時(shí)，磁電傳感器感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增強(qiáng)，而在磁電傳感器對(duì)準(zhǔn)齒槽時(shí)，感生電動(dòng)勢(shì)減弱，磁阻的變化，使磁電傳感器輸出的電壓信號(hào)為3信號(hào)放大浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文及整形電路，將交變信號(hào)變?yōu)槊}沖信號(hào)送入薊數(shù)稻采集電路，逶過檢濺赫沖周期即可得到車速信號(hào)。 了、3潮25反拖裝鼴381用憊漏流鍘功輥加載f每底蠢淵功褫，由予毫滿漉輥哭能蔽液動(dòng)稚，不8輸賚動(dòng)力。底盤測(cè)功機(jī)反拖裝置的功能是提供原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)摩托車、測(cè)幼機(jī)的傳動(dòng)系運(yùn)渤，以測(cè)試摩托車、測(cè)勸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的佟動(dòng)阻力。因此，利用反拖裝置可以檢測(cè)底盎測(cè)功掇滾麓系統(tǒng)豹毒腿攝損失、摩魏葦傳動(dòng)系的輥搬羧失戳及譬輪在滾篾土豹滾動(dòng)阻力等。因此為了測(cè)量底盤測(cè)功機(jī)和摩托率傳動(dòng)系統(tǒng)的阻力，該電渦流底盤濺功輟竣騫反撼裝置。反拖裝罱的原動(dòng)力來(lái)自倒拖電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率的大小選用10過調(diào)頻裝鬻改變彀耱轉(zhuǎn)速，觚兩實(shí)現(xiàn)反拖邃度獲20倒拖車速符合實(shí)際運(yùn)行車速。反拖電機(jī)通過離合器直接與滾筒軸串接。摩托車及測(cè)功機(jī)傳動(dòng)系阻力的測(cè)定，當(dāng)前有兩種方案，一是通過商精密度電功率表測(cè)定反撼瞧楓在倒箍時(shí)消裁豹毫功率，再攘測(cè)定熟惻拖車速換算褥韙魁箍阻力；二是用測(cè)力傳感器直接測(cè)定倒拖阻力，如同電渦流機(jī)的測(cè)力裝置，倒拖電瓤努意浮動(dòng)支承在轆承瘵上，努爨X(i)=X(前次采樣值再采用算術(shù)平均慮波法，把(k)=專喜即)式中：F(i)一笫第。1 o】|111該底盤測(cè)功機(jī)的主要功能是滿足十五工況法測(cè)摩托車污染排放時(shí)道路阻力靜模瓠，囂鼗系統(tǒng)較伴主要?dú)诔F對(duì)藏蠹添臻橇阻力摸攢丙設(shè)計(jì)黲。控制節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)聚集節(jié)點(diǎn)用的控制器是80通訊節(jié)點(diǎn)的控制器用的是89了使程序簡(jiǎn)化，易懂同時(shí)可移植性增加，對(duì)下傲視軟件編程采稍語(yǔ)離作為一種通用的中級(jí)語(yǔ)言，可以大蝠度提高單片桃系統(tǒng)囂發(fā)的工作效率。使之能夠充分發(fā)揮出單片機(jī)處理器日益提高的性能，縮短產(chǎn)晶的周期。鋸為孛級(jí)溪言，基零緩分戇搽捧，支持對(duì)位、字(字節(jié))、指針的直接操作。將程序稻數(shù)蕹分離，逶；童孑程旁交蟹靜定義弩鞋將各部分程痔秘施模浹純。匯編語(yǔ)言雖然怒單片機(jī)最基本的語(yǔ)言，它對(duì)各個(gè)單元寄存器可以直接操作，使用靈活，僚編程效率低，謫試和修改困難。雖說(shuō)眈較簡(jiǎn)單的控制裰序還能夠用，徽對(duì)于大媳應(yīng)用程序的開發(fā)效率簏直難以忍受，因?yàn)閰R編語(yǔ)言是囂結(jié)毒句化語(yǔ)言，數(shù)不清的調(diào)用、跳轉(zhuǎn)和下標(biāo)將使程序難予閱讀、改進(jìn)和緞護(hù)。更麓要的魑。從發(fā)展黢襄度，它不能在不囂豹單冀掇之閡移植?；壑?，于理解和維護(hù)，編稷效率高：缺點(diǎn)魑執(zhí)行效辮較匯編語(yǔ)言慢。下籬51是整個(gè)控翎系統(tǒng)懿軟釋模塊框鶩：獲蠶中哥戳番密，蘩個(gè)下往褫系統(tǒng)的控制軟件的編寫都是模塊化的，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的軟件所癸完成的功能是根據(jù)上位機(jī)的要求完成數(shù)據(jù)的采熊和發(fā)送。通訊節(jié)點(diǎn)的主要軟偉功能是通訊模塊，完成上位機(jī)與下位機(jī)之間的相曩逶訊。聰控制帶點(diǎn)的軟傳顯褥鞍為復(fù)雜，其中的控制部分主要礴四個(gè)予模塊，分別是道路阻力模擬，測(cè)功機(jī)倒拖模塊，扭矩傳感爨豹掾定模塊秘控制羧嬲模塊，其孛熬詳綱功箋在囂纛將詳纓論述。瀕汪大學(xué)繇士學(xué)捷諗文圖5l。1 )過芯片上的邏輯電路的組含來(lái)滿足耀中游用據(jù)娩范的醋的是為了在任何兩個(gè)纂于蕊籩下用戶可以囊接建立基于規(guī)藏的數(shù)據(jù)邋信?？刂破骱蜅椧粋€(gè)文緩諍囂)完成。于主控制器來(lái)說(shuō)，黠袋靜江大學(xué)磺學(xué)位論交時(shí)鎊分頻器(設(shè)置選擇不同馳操作模式；通過對(duì)驗(yàn)收碼寄存器(驗(yàn)收屏蔽寄存器(總線定時(shí)器毒存囂(贛毒拄潮寒存籍(露令毒存器(凌愨寄存器(中斷寄存器(中斷使能寄存器(控制寄存器(寄存器豹揉乍設(shè)定過對(duì)辛裁丟失搪撬寄存器(錯(cuò)誤代碼捕捉寄存器(寄存器的讀寫，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的錯(cuò)誤檢測(cè)和分析；通過發(fā)送緩沖器(接收緩沖器(現(xiàn)接收和發(fā)送的緩沖。在撼準(zhǔn)模式下，送緩沖器的分配弼參照表51，它分為描述符區(qū)和數(shù)據(jù)隧。前三個(gè)字節(jié)為描述符區(qū)。字節(jié)1為幀售惑字節(jié)，霧7位位鞍格式，0表示蠡灌犢；籬6位菝癸墼，1表示遠(yuǎn)程幀；際的數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)?！皒”表示可隧忽略。字節(jié)2和3凳掇文談涮碼；字節(jié)4,51發(fā)送(接收)緩沖器標(biāo)準(zhǔn)幀格式配置艫 7 6 5 4 3 2 l 06(字節(jié)1) X 據(jù)長(zhǎng)度)17(字節(jié)2) 擐文談裂磁8一118(字節(jié)3) 08 X X X X 節(jié)4) 數(shù)疆節(jié)5) 數(shù)據(jù)22l(字節(jié)6) 數(shù)據(jù)322(字節(jié)7) 數(shù)據(jù)423(字節(jié)8) 數(shù)據(jù)524(字節(jié)9) 數(shù)據(jù)625(字節(jié)10) 數(shù)據(jù)726(字節(jié)l】) 數(shù)據(jù)8接收緩沖器(糍弱窺發(fā)送緩；申爨綴擺似。接收緩猙器是于16條報(bào)文分為描述符區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。同樣參照裘51。在驗(yàn)收濾波器中只使用|；兩個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)來(lái)存放包括系統(tǒng)總共有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)0，將控制節(jié)點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)1，將通信節(jié)點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)3。根據(jù)三個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸情況，現(xiàn)設(shè)計(jì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的接收的報(bào)文所示。表5發(fā)) 收) 發(fā))E 00 F 00X E 00 F 01 X X F 00 F 01 X 1 F 0l X 不發(fā)送 0 l 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)要接收來(lái)自通訊節(jié)點(diǎn)的握手協(xié)議同時(shí)要發(fā)送采集的數(shù)據(jù)到另外的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)；通訊節(jié)點(diǎn)需要接收數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同時(shí)向兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令。(2)利用括各種通信幀的組織和發(fā)送，都是由集成在此系統(tǒng)的軟件開發(fā)主要在應(yīng)用層的軟件設(shè)計(jì)。文發(fā)送和報(bào)文接收。系統(tǒng)上電后主控制器根據(jù)據(jù)選擇的模式、驗(yàn)收濾波、位定時(shí)等設(shè)置也在進(jìn)入工作模式后，或者準(zhǔn)備要發(fā)送的報(bào)文，激活者對(duì)被通信期間同時(shí)要對(duì)通信錯(cuò)誤進(jìn)行處理。三個(gè)節(jié)點(diǎn)都有初始化過程和報(bào)文發(fā)送接收過程，因此下面統(tǒng)一說(shuō)明一下。其總體流程圖見圖521)初始化始化包括工作方式的設(shè)置、接收濾波方式的設(shè)置、接收屏蔽寄存器和接收代碼寄存器的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置和中斷允許寄存器的設(shè)鼉等。在完成初始化設(shè)置后，行片機(jī)選通入工作模式主程序和中斷程序(借助52總體流程圖2)發(fā)送過程發(fā)送子程序負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)報(bào)文的發(fā)送。發(fā)送時(shí)只需要將等待發(fā)送的數(shù)據(jù)按特定格式組合成一幀報(bào)文，送入后啟動(dòng))接收過程斷方式和查詢方式。采用查詢方式接收時(shí)，既要負(fù)責(zé)報(bào)文接收還要進(jìn)行其他情況的處理。中斷方式下，則經(jīng)過中斷的判斷轉(zhuǎn)入不同的處理程序，要接收?qǐng)?bào)文就轉(zhuǎn)入報(bào)文接收處理，否則轉(zhuǎn)入其他中斷處理程序。該系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)余兩個(gè)節(jié)點(diǎn)采用查詢方式接收數(shù)據(jù)。查詢方式和中斷方式下接收數(shù)據(jù)的編程思路基本相同。512數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的主要功能是將整個(gè)控制系統(tǒng)所需要的參數(shù)采集以后通過控制器發(fā)送到主要采集的數(shù)據(jù)包括滾筒的轉(zhuǎn)速、扭矩，同時(shí)也可根據(jù)系統(tǒng)擴(kuò)展的需要增加其余的一些需要測(cè)量的參數(shù)，如油耗等。由于此如果接口允許的話，測(cè)量的污染排放物的參數(shù)也可以擴(kuò)展到這個(gè)節(jié)點(diǎn)中來(lái)，這樣上位機(jī)軟件的編寫就只需要針對(duì)通訊節(jié)點(diǎn)，可以減少軟件浙江火學(xué)碩士學(xué)位論文的開發(fā)周期。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)軟件流程圖如53所示，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)每個(gè)循環(huán)對(duì)需要采集的數(shù)據(jù)采集5次，然后通過上一章介紹的數(shù)字濾波方法進(jìn)行濾波。圖53控制節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)剮6節(jié)點(diǎn)軟件的設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的品質(zhì)。控制節(jié)點(diǎn)主要完成的任務(wù)是根掘上位機(jī)的要求讀取數(shù)據(jù)采集節(jié)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判定和運(yùn)算，然后通過而達(dá)到模擬路況的目的。其主要的控制過程是對(duì)十五工況法測(cè)摩托車污染物排放時(shí)進(jìn)行道路模擬。道路阻力設(shè)定模塊主要是控制十五工況法測(cè)試摩托車排放污染物的時(shí)候的阻力模擬。倒拖試驗(yàn)?zāi)K的軟件功能是根據(jù)上位機(jī)的指令進(jìn)行底盤測(cè)功機(jī)的恒轉(zhuǎn)速倒拖控制，然后處理數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)得到整個(gè)系統(tǒng)的總的摩擦阻力。扭矩傳感器標(biāo)定模塊軟件比較簡(jiǎn)單，主要是對(duì)扭矩傳感器進(jìn)行置零和標(biāo)定。測(cè)功機(jī)倒拖試驗(yàn)?zāi)K的軟件和道路模擬試驗(yàn)?zāi)K的軟件比較類似，因此下面詳細(xì)說(shuō)明一下道路阻力模擬的控制原理圖和軟件的框圖。下圖54是道路模擬控制系統(tǒng)原理圖，它采用扭矩閉環(huán)控制，控制方式采用數(shù)字扭矩調(diào)節(jié)器的輸出作為電壓的改變可以調(diào)節(jié)電渦流測(cè)功機(jī)。圖5圖是道路阻力模擬的軟件框圖，控制節(jié)點(diǎn)接收到上位機(jī)的控制命令以后，對(duì)控制命令進(jìn)行判定，選擇需要執(zhí)行的模塊。開始讀取數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，運(yùn)算以后向電渦流測(cè)功機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，對(duì)電渦流測(cè)功機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中的扭矩調(diào)節(jié)用到了數(shù)字于摩托車在底盤測(cè)功機(jī)上的恒速運(yùn)行，電渦流測(cè)功機(jī)的控制模式將采用恒扭矩的控制方式。而對(duì)于摩托車在底盤測(cè)功機(jī)上的變速運(yùn)行，電渦流測(cè)功機(jī)的控制將采用經(jīng)驗(yàn)法，利用測(cè)功機(jī)的制動(dòng)力與速度之間的曲線可以求得，珂，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文在進(jìn)行工況法測(cè)試排放污染的時(shí)候，各個(gè)工況的運(yùn)行時(shí)間國(guó)標(biāo)中都有規(guī)定，加速度也是已知的，力的變化的快慢也是已知的。因此可以根據(jù)力隨轉(zhuǎn)速的