汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)研制

1、PAGE PAGE III摘 要本文主要研究內(nèi)容是汽車檢測(cè)線制動(dòng)工位測(cè)控系統(tǒng)的研制。GB72582007機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)提出了主要技術(shù)條件,規(guī)定了臺(tái)式檢驗(yàn)制動(dòng)性能的檢測(cè)項(xiàng)目及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)要求設(shè)計(jì)了總體方案，根據(jù)檢測(cè)實(shí)際環(huán)境和技術(shù)要求具體設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件和軟件。首先，在確立了對(duì)汽車制動(dòng)性能參量檢測(cè)及控制的總體方案后，根據(jù)各個(gè)參量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了硬件檢測(cè)電路。第二部分對(duì)軟、硬件的可靠性設(shè)計(jì)、抗干擾措施等方面進(jìn)行了研究。第三部分研究了本系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)處理方法。包括FIR數(shù)字濾波算法。最后一部分對(duì)制動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試和性能試驗(yàn)，用前面提到的數(shù)據(jù)處理方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果達(dá)到預(yù)

2、期要求。關(guān)鍵詞： 汽車車制動(dòng)性 測(cè)控檢測(cè)系系統(tǒng)抗干擾 數(shù)字濾波波 FIRR ABSTRACCTThis thhesis desiggns auutomobbile bbrakinng perrformaance iinspeccting and ccontrool sysstem. Some primaary teechniccal quualifiicatioon of autommobilee brakking hhas beeen brroughtt forwward iin .insspectiing ittem annd corrrelatte criiterioon of tabl

3、ee insppectioon braaking perfoormancce hass beenn presscriptted inn it. The hhardwaare annd sofftwaree are desiggned aaccordding tto praacticaal neeed. Inn ordeer to restrrain tthe nooise, the ddesignn of hhardwaare annti-innterfeerencee and digittal fiilter is neecessaary.Firstlyy, esttablisshing t

4、he bblue pprint of auuto brrakingg perfformannce innspectting aand coontroll systtem thhe harrdwaree has been desiggned aaccordding tto thee charracterristicc of tthe paarametter. TThe seecond part is thhe sofftwaree and hardwware rreliabbilityy and anti-jammiing haas beeen ressearchhed. TThe thhird

5、 ppart iis aboout daata prrocesssing mmethodd inclludingg digiital ffilterring aarithmmetic and ddata ssyntheesizinng tecchnicaal, succh as FIR ddigitaal fillterinng. Inn the last part, we ddid soome syystem debugg and perfoormancce tesst to brakiing innspectting ssystemm. Acccordinng to the ddata g

6、gainedd by uusing the ttechniical we said just now .Key Worrds：auutomobbile bbrakinng perrformaance inspeectingg systtem diigitall filtteringg Finiite Immpulsee Respponse目 錄錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc202668773 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc202668773 h 1 HYPERLINK l _Toc202668774 1.1本課題研研究的目的及及意義 PAGEREF

7、 _Toc202668774 h 1 HYPERLINK l _Toc202668775 1.2本課題研研究的主要內(nèi)內(nèi)容 PAGEREF _Toc202668775 h 1 HYPERLINK l _Toc202668776 第二章 制動(dòng)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì) PAGEREF _Toc202668776 h 2 HYPERLINK l _Toc202668777 2.1檢測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理理及方案 PAGEREF _Toc202668777 h 2 HYPERLINK l _Toc202668778 2.1.1制動(dòng)動(dòng)工作試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)的工作原理理 PAGEREF _Toc202668778 h

8、2 HYPERLINK l _Toc202668779 2.1.2汽車車制動(dòng)性能檢檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn) PAGEREF _Toc202668779 h 3 HYPERLINK l _Toc202668780 2.2 設(shè)計(jì)方方案 PAGEREF _Toc202668780 h 3 HYPERLINK l _Toc202668781 2.3輸入模塊塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202668781 h 4 HYPERLINK l _Toc202668782 2.3.1力傳傳感器信號(hào)處處理電路 PAGEREF _Toc202668782 h 4 HYPERLINK l _Toc202668783 2.3

9、.2速度度傳感器信號(hào)號(hào)處理電路 PAGEREF _Toc202668783 h 7 HYPERLINK l _Toc202668784 2.4 輸出模模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202668784 h 11 HYPERLINK l _Toc202668785 2.5系統(tǒng)軟件件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202668785 h 11 HYPERLINK l _Toc202668786 第三章 系統(tǒng)抗抗干擾設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202668786 h 14 HYPERLINK l _Toc202668787 3.1干擾的形形成 PAGEREF _Toc202668787 h 14

10、HYPERLINK l _Toc202668788 3.1.1干擾擾源 PAGEREF _Toc202668788 h 14 HYPERLINK l _Toc202668789 3.1.2耦合合方式 PAGEREF _Toc202668789 h 14 HYPERLINK l _Toc202668790 3.2硬件抗干干擾措施 PAGEREF _Toc202668790 h 14 HYPERLINK l _Toc202668791 3.2.1供電電系統(tǒng)的抗干干擾措施 PAGEREF _Toc202668791 h 14 HYPERLINK l _Toc202668792 3.2.2接地地系統(tǒng)的

11、抗干干擾措施 PAGEREF _Toc202668792 h 15 HYPERLINK l _Toc202668793 3.2.3針對(duì)對(duì)電磁場(chǎng)耦合合及輻射干擾擾而采取的措措施 PAGEREF _Toc202668793 h 15 HYPERLINK l _Toc202668794 3.2.4 接口電路的的抗干擾措施施 PAGEREF _Toc202668794 h 15 HYPERLINK l _Toc202668795 3.3用軟件消消除干擾的方方法 PAGEREF _Toc202668795 h 16 HYPERLINK l _Toc202668796 3.3.1軟件件抗干擾的提提出 PA

12、GEREF _Toc202668796 h 16 HYPERLINK l _Toc202668797 3.3.2軟件件抗干擾的特特點(diǎn) PAGEREF _Toc202668797 h 16 HYPERLINK l _Toc202668798 3.3.3設(shè)計(jì)計(jì)合適的數(shù)字字濾波程序 PAGEREF _Toc202668798 h 16 HYPERLINK l _Toc202668799 3.3.4 提提高系統(tǒng)的容容錯(cuò)能力 PAGEREF _Toc202668799 h 16 HYPERLINK l _Toc202668800 3.4總結(jié) PAGEREF _Toc202668800 h 117 HYP

13、ERLINK l _Toc202668801 第四章 數(shù)字字處理方法研研究 PAGEREF _Toc202668801 h 18 HYPERLINK l _Toc202668802 4.1曲線擬合合 PAGEREF _Toc202668802 h 18 HYPERLINK l _Toc202668803 4.1.1擬合合曲線的優(yōu)化化算法 PAGEREF _Toc202668803 h 19 HYPERLINK l _Toc202668804 4.1.2擬合合曲線的優(yōu)化化算法 PAGEREF _Toc202668804 h 19 HYPERLINK l _Toc202668805 4.1.3段擬

14、擬合函數(shù)的構(gòu)構(gòu)造 PAGEREF _Toc202668805 h 20 HYPERLINK l _Toc202668806 4.14段擬合合函數(shù)的構(gòu)造造 PAGEREF _Toc202668806 h 20 HYPERLINK l _Toc202668807 4.15優(yōu)化后后制動(dòng)力曲線線 PAGEREF _Toc202668807 h 21 HYPERLINK l _Toc202668808 4.2 FIRR數(shù)字濾波器器的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202668808 h 21 HYPERLINK l _Toc202668809 4.2.1 FIR結(jié)構(gòu)構(gòu)簡介 PAGEREF _Toc2026

15、68809 h 21 HYPERLINK l _Toc202668810 4.2.2窗窗函數(shù)的選擇擇及程序框圖圖 PAGEREF _Toc202668810 h 22 HYPERLINK l _Toc202668811 第五章 系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc202668811 h 23 HYPERLINK l _Toc202668812 5.1 制動(dòng)動(dòng)過程分析 PAGEREF _Toc202668812 h 23 HYPERLINK l _Toc202668813 5.2 系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc202668813 h 23 HYPERLINK l _Toc202668814

16、 5.2.1 靜靜態(tài)調(diào)試 PAGEREF _Toc202668814 h 23 HYPERLINK l _Toc202668815 5.2.2聯(lián)聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試試 PAGEREF _Toc202668815 h 24 HYPERLINK l _Toc202668816 5.3 系系統(tǒng)標(biāo)定 PAGEREF _Toc202668816 h 24 HYPERLINK l _Toc202668817 5.3.1 標(biāo)定實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc202668817 h 24 HYPERLINK l _Toc202668818 5.3.2制制動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)處處理 PAGEREF _Toc202668818 h 2

17、5 HYPERLINK l _Toc202668819 結(jié) 論 PAGEREF _Toc202668819 h 266 HYPERLINK l _Toc202668820 參 考 文 獻(xiàn)獻(xiàn) PAGEREF _Toc202668820 h 27 HYPERLINK l _Toc202668821 致 謝 PAGEREF _Toc202668821 h 228- PAGE 43 - 第一章 緒 論1.1本課題研研究的目的及及意義機(jī)動(dòng)車制動(dòng)性能能是安全檢測(cè)測(cè)的重點(diǎn)檢測(cè)測(cè)項(xiàng)目之一。據(jù)據(jù)調(diào)查，在機(jī)機(jī)動(dòng)車發(fā)生的的交通事故中中由于制動(dòng)不不良占有很大大的比重，可可見機(jī)動(dòng)車必必須具備良好好的制動(dòng)性能能才能保證行

18、行駛安全；同同時(shí)也只有在在此條件下才才能提高行駛駛速度和運(yùn)輸輸生產(chǎn)率。因因此我們應(yīng)該該高度重視機(jī)機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)動(dòng)性能，必須須經(jīng)常對(duì)制動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢檢驗(yàn)和調(diào)整。隨著電子技術(shù)和和機(jī)械加工工工業(yè)的發(fā)展，在在傳統(tǒng)檢測(cè)方方法的基礎(chǔ)上上，逐步發(fā)展展成現(xiàn)代汽車車診斷與檢測(cè)測(cè)技術(shù)。汽車車檢測(cè)通常指指使用現(xiàn)代檢檢測(cè)技術(shù)和設(shè)設(shè)備，結(jié)合計(jì)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)動(dòng)控制等高新新技術(shù)來檢測(cè)測(cè)汽車技術(shù)狀狀況，是以工工程數(shù)學(xué)、故故障物理、可可靠性理論、電電子學(xué)和電子子技術(shù)、信息息控制理論等等為基礎(chǔ)的一一門綜合性應(yīng)應(yīng)用科學(xué)。汽汽車檢測(cè)對(duì)于于保證交通安安全，加強(qiáng)環(huán)境保保護(hù)，提高運(yùn)運(yùn)輸能力和降降低生產(chǎn)成本本都具有重要要意義。因此此選擇汽車性性

19、能檢測(cè)作為為研究課題是是很有現(xiàn)實(shí)意意義的。1.2本課題研研究的主要內(nèi)內(nèi)容本文的研究工作作分為三部分。第一部分是汽車車制動(dòng)性測(cè)控控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)。在確立了了對(duì)汽車制動(dòng)動(dòng)性能參量檢檢測(cè)及控制的的總體方案后后，根據(jù)各個(gè)個(gè)參量的特點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)了硬件件檢測(cè)電路，并并介紹了各個(gè)個(gè)部分的工作作原理，最后后根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)項(xiàng)目和功能要要求設(shè)計(jì)了軟軟件。第二部分討論了了對(duì)系統(tǒng)抗干干擾和濾波的的問題。介紹紹了在線檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)中干擾擾信號(hào)和噪聲聲的排除和抑抑制的若干途途徑。提到了了在本系統(tǒng)中中如何解決系系統(tǒng)中抗干擾擾和濾波方法法。第三部分是系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)試部分。本文的主要工作作：1、完成汽車制制動(dòng)性能整個(gè)個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)硬硬件部分的設(shè)設(shè)計(jì)。

20、傳感器器信號(hào)處理電電路的設(shè)計(jì)。2、完成FIRR算法，設(shè)計(jì)FFIR濾波器器。3、對(duì)系統(tǒng)制動(dòng)動(dòng)過程進(jìn)行分分析及調(diào)試。第二章 制動(dòng)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)2.1檢測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理理及方案2.1.1制動(dòng)動(dòng)工作試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)的工作原理理滾筒反力式制動(dòng)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)由結(jié)結(jié)構(gòu)相同的左左右兩套車輪輪制動(dòng)力測(cè)試試單元和一套套指示裝置組組成。每套車車輪制動(dòng)力測(cè)測(cè)試單元由驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置、滾滾筒組、第三三滾筒、測(cè)量量裝置等構(gòu)成成，其結(jié)構(gòu)簡簡圖如圖2-1所示。1.電動(dòng)機(jī) 22.減速箱 3.壓力傳傳感器 4.滾筒 5.第三滾筒6.光電傳感器器7.鏈傳動(dòng)動(dòng) 8.測(cè)量量指示儀表滾筒反力式制動(dòng)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)制動(dòng)力測(cè)量裝置置主要由測(cè)力力杠桿和應(yīng)變

21、變測(cè)力傳感器器組成。測(cè)力力杠桿一端與與傳感器連接接，另一端與與減速器殼體體連接。進(jìn)行行汽車制動(dòng)力力檢測(cè)時(shí)，將將被檢汽車駛駛上制動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)上，車輪輪置于主、從從動(dòng)滾筒之間間，壓下第三三滾筒，起動(dòng)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)經(jīng)減速器、鏈鏈傳動(dòng)和主、從從動(dòng)滾筒帶動(dòng)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。被被測(cè)車輪制動(dòng)動(dòng)時(shí)，測(cè)力杠杠桿與減速器器殼體將一起起繞主動(dòng)滾筒筒軸線擺動(dòng)，傳傳感器將測(cè)力力杠桿傳來的的、與制動(dòng)力力大小成正比比的力轉(zhuǎn)換成成相應(yīng)電信號(hào)號(hào)后輸送給后后繼處理裝置置。當(dāng)車輪速速度下降200%時(shí)，計(jì)算算機(jī)發(fā)出指令令使電動(dòng)機(jī)停停轉(zhuǎn)1.2。汽車制動(dòng)性測(cè)量量參量包括：車輪阻滯力力，制動(dòng)力和和檢測(cè)，制動(dòng)動(dòng)力平衡檢測(cè)測(cè)，制動(dòng)協(xié)調(diào)調(diào)時(shí)間檢測(cè)，駐駐車

22、制動(dòng)力檢檢測(cè)。因此汽汽車制動(dòng)性參參量測(cè)量的技技術(shù)指標(biāo)主要要是力學(xué)參量量測(cè)量的技術(shù)術(shù)指標(biāo)。其內(nèi)內(nèi)容如下22：1、制動(dòng)力最大大測(cè)試范圍00300000N。2、踏板力最大大測(cè)試范圍0010000N。3、零值誤差不不超過0.1%(FS)。4、制動(dòng)力不大大于4%(FFS)的：不不超過0.4%。5、制動(dòng)力大于于4%(FSS)的：不超超過5%。6、左右制動(dòng)力力示值間差，當(dāng)當(dāng)制動(dòng)力不大大于4%(FFS)時(shí)不超超過5%，當(dāng)當(dāng)制動(dòng)力大于于4%(FSS)時(shí)不超過過3%。7、自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)時(shí)，其第三滾滾筒在自動(dòng)關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)的線速速度值應(yīng)為主主滾筒線速度度值的70%90%。根據(jù)所規(guī)定的技技術(shù)指標(biāo)，本本系統(tǒng)制動(dòng)力力測(cè)量采用的的力

23、傳感器為為0.05級(jí)級(jí)（萬分之五五）BHR系列懸懸臂梁式高精精度測(cè)力傳感感器，量程為為0500000N，供電電壓壓DC9VDC15VV，輸出信號(hào)號(hào)1.5220mV。由由此可見，傳傳感器的選擇擇足以滿足所所需的測(cè)量精精度。 2.1.2汽車車制動(dòng)性能檢檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB72582007機(jī)機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安安全技術(shù)條件件中對(duì)汽車車制動(dòng)系統(tǒng)提提出了主要技技術(shù)條件，規(guī)規(guī)定了臺(tái)式檢檢驗(yàn)制動(dòng)性能能的檢測(cè)項(xiàng)目目及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。制動(dòng)性能能臺(tái)式檢驗(yàn)的的技術(shù)要求如如下：1、制動(dòng)性能臺(tái)臺(tái)式檢驗(yàn)車軸軸制動(dòng)力的要要求見表2-1。2、制動(dòng)力平衡衡要求在制動(dòng)力增長的的過程中，左左、右輪制動(dòng)動(dòng)力差與該軸軸左、右輪中中制動(dòng)力大者者之比對(duì)

24、前軸軸不得大于220%，對(duì)后后軸不得大于于24%。3、車輪阻滯力力汽車和無軌電車車車輪阻滯力力均不得大于于該軸軸荷的的5%。4、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間是指從駕駛員踩踩下制動(dòng)踏板板的瞬間作為為起始點(diǎn)，直直至制動(dòng)力與與軸荷之比達(dá)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定值的75%時(shí)為止。單單車不得大于于0.6s，汽汽車列車不得得大于0.88s。表2-1 臺(tái)式式檢驗(yàn)制動(dòng)力力要求車輛類型制動(dòng)力總和與整整車質(zhì)量的百百分比%前軸制動(dòng)力與軸軸荷的百分比比%空載滿載汽車、汽車列車車6050602.2 設(shè)計(jì)方方案由前面介紹的汽汽車在制動(dòng)試試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試試制動(dòng)性的原原理以及制動(dòng)動(dòng)性參量檢測(cè)測(cè)的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)可知，實(shí)時(shí)時(shí)性、測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性性、控制的可可

25、靠性和強(qiáng)抗抗干擾能力是是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的關(guān)鍵15。本測(cè)試系統(tǒng)由工工控機(jī)結(jié)合單單片機(jī)完成數(shù)數(shù)據(jù)采集和控控制等功能，傳傳感器信號(hào)經(jīng)經(jīng)過處理后送送A/D轉(zhuǎn)換換，向單片機(jī)機(jī)傳送數(shù)據(jù)，以以便與PC機(jī)機(jī)通信。工控控機(jī)通過I/O來控制試試驗(yàn)臺(tái)的啟動(dòng)動(dòng)和停止。總總體結(jié)構(gòu)方案案如圖2-22所示。圖2-2 系系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)構(gòu)方案2.3輸入模塊塊的設(shè)計(jì)2.3.1力傳傳感器信號(hào)處處理電路由上面的分析可可以得到力傳傳感器信號(hào)測(cè)測(cè)量的技術(shù)方方案如圖2-3所示。圖2-3 壓力力傳感器信號(hào)號(hào)處理框圖31、V/I電路路的設(shè)計(jì)V/I轉(zhuǎn)換器的的一個(gè)功能是是把輸入的電電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換換成與之成正正比例的電流流信號(hào)輸出，實(shí)實(shí)現(xiàn)電壓電流流變換；另

26、一一個(gè)功能是，若若輸入信號(hào)電電 壓不變，則則輸出電流恒恒定，此時(shí)的的V/I轉(zhuǎn)換換器就是一個(gè)個(gè)恒流源。集集成運(yùn)算放大大器型接地負(fù)負(fù)載V/I轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器的電路路，如圖2-4所示。為運(yùn)算放大器，一般是中功率晶體管，和為輸入電阻，和為輸入反饋電阻，為限流電阻，為電流反饋采樣電阻，是負(fù)載電阻，為輸入電壓020，為輸出電流020。圖2-4020電壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成0220電流的轉(zhuǎn)換器器該電路中采樣電電阻浮置而負(fù)負(fù)載電阻接地地。因浮置故故需兩個(gè)輸入入反饋電阻和和。常規(guī)的輸輸入反饋電阻阻用于電流采采樣。而接到到的另一端用用以提供被轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的電壓，若若不用，則和均成為采樣樣電阻，輸出出電流就和有關(guān)，不不是恒流源。集集成運(yùn)算放

27、大大器接成深反反饋同相放大大器，同時(shí)存存在正、負(fù)兩兩種反饋，由由于改變時(shí)，點(diǎn)電電位變化比點(diǎn)點(diǎn)大，反饋的的凈效應(yīng)仍然然為負(fù)。由于于運(yùn)算放大器器的輸入阻抗抗很高，反饋饋采樣電阻采采到的電流信信號(hào)，以電壓壓的形式加到到運(yùn)算放大器器的輸入端，且且極性與輸入入信號(hào)反相，所所以這是一個(gè)個(gè)電流并聯(lián)負(fù)負(fù)反饋線路。而而且采樣反饋饋的信號(hào)正是是要輸出的電電流信號(hào)，這這樣輸出電流流具有恒流作作用。能增加加電流驅(qū)動(dòng)，使使最大輸出電電流不受集成成運(yùn)算放大器器的輸出電流流的限制。2、I/V 電電路的設(shè)計(jì)RCV420是是美國RURRR-BROOWN公司生生產(chǎn)的精密電電流環(huán)接收器器芯片,用于于將4200mA輸入信信號(hào)轉(zhuǎn)換成為

28、為05V輸出出信號(hào),具有有很高的性能能價(jià)格比。它它包含一個(gè)高高級(jí)運(yùn)算放大大器、一個(gè)片片內(nèi)精密電阻阻網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)個(gè)精密10VV電壓基準(zhǔn)。其其總轉(zhuǎn)換精度度為0.1%,共模抑制制比CMR達(dá)86dB,共共模輸入范圍圍達(dá)40VV。RCV4220無需其它它外圍器件輔輔助,就能實(shí)實(shí)現(xiàn)諸多功能能。增益、偏偏置和CMRR無需調(diào)節(jié),較之由分立立器件設(shè)計(jì)的的印制板電路路,RCV4420具有更更低的開發(fā)成成本、制造成成本和現(xiàn)場(chǎng)維維護(hù)費(fèi)用。1、基本原理圖2-5 功能能框圖圖2-5是RCCV420的的功能框圖。當(dāng)當(dāng)420mmA電流輸入入對(duì)應(yīng)055V電壓輸出出時(shí),要求電電路的傳輸阻阻抗為:為了得到期望的的輸出(4mmA時(shí)0V

29、,20mA時(shí)時(shí)5V),放放大器的輸出出必須有一個(gè)個(gè)偏置：輸入電流信號(hào)接接至+IN端還是是接至-INN端取決于信信號(hào)的極性,并經(jīng)過中心心抽頭返回地地端。兩個(gè)匹匹配的75檢檢測(cè)電阻構(gòu)成成對(duì)稱輸入,可最大程度度地抑制腳的的共模電壓信信號(hào),消除不不同輸入端電電流在差分電電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的的不均衡。檢檢測(cè)電阻將輸輸入的電流信信號(hào)經(jīng)差分放放大器放大,轉(zhuǎn)換成一個(gè)個(gè)與之成正比比的電壓。位于放大器反饋饋通道中的TT型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)用于產(chǎn)生所所需要的-11.25V偏偏置電壓。輸輸入電阻網(wǎng)絡(luò)絡(luò)提供了很高高的輸入阻抗抗,并將共模模輸入電壓衰衰減至運(yùn)算放放大器的共模模信號(hào)容限內(nèi)內(nèi)。圖2-6是帶二二階低通濾波波電路的420mA至至

30、010VV實(shí)際轉(zhuǎn)換電電路。使用過過程中10、11和12腳相連,2、5和13腳相連接接地,14和15腳相連接接,作為05V電壓信信號(hào)的輸出端端。當(dāng)需要調(diào)調(diào)整增益時(shí),14和15腳之間接接入電位器來來調(diào)整增益,但這樣會(huì)減減小共模抑制制比,因此,正負(fù)電源腳腳各接一個(gè)11的退耦電容容,并盡可能能地靠近放大大器。為避免免由外部電路路引入的增益益和CMR誤誤差,應(yīng)按圖圖示方法接地地,并確保最最小接地電阻阻。輸入信號(hào)號(hào)視其極性或或接至+Inn腳,或接至至-In腳,經(jīng)中中心抽頭腳返返回地端。圖圖中的輸入信信號(hào)由+Inn端輸入至RCCV420，經(jīng)經(jīng)過變換之后后輸出05V的電壓壓信號(hào)。信號(hào)再次經(jīng)經(jīng)過線性放大大后輸出

31、為0010V的的要求電壓信信號(hào)。圖2-6 II/V轉(zhuǎn)換電電路43、A/D轉(zhuǎn)換換接口電路的的設(shè)計(jì)一般來說檢測(cè)系系統(tǒng)要根據(jù)檢檢測(cè)精度的要要求和信號(hào)變變化速率選擇擇具有合適分分辨率和轉(zhuǎn)換換時(shí)間的A/D元件。檢檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)關(guān)于制動(dòng)力檢檢測(cè)精度規(guī)定定檢測(cè)允許誤誤差為25NN，本系統(tǒng)中中制動(dòng)臺(tái)單邊邊最大量程為為325000N誤差為225N，而 1/211225/3255001/2100，所以從分分辨率的角度度選取12位位A/D芯片即可滿滿足要求。制制動(dòng)力增長時(shí)時(shí)間一般只有有在一秒鐘之之內(nèi)，而且要要求準(zhǔn)確的反反映制動(dòng)力曲曲線，這個(gè)區(qū)區(qū)間至少應(yīng)有有幾百個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)采樣點(diǎn)，加加之?dāng)?shù)字濾波波的要求，則則需要10000

32、個(gè)以上的的采樣點(diǎn)，即即要求轉(zhuǎn)換時(shí)時(shí)間不得大于于0.5mss。所以從轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間的角角度應(yīng)選取快快速A/D芯片。根據(jù)以上分析，本本系統(tǒng)中采用用A/D16744芯片。A/D16744是美國AD公司生產(chǎn)的的12位逐次次比較式快速速A/D轉(zhuǎn)換換器，是ADD574的替替代產(chǎn)品，是是一種內(nèi)部由由雙片雙極型型電路組成的的28腳雙列列直插式的集集成A/D轉(zhuǎn)換器器。其非線性性誤差小于1/2LBSS，最大轉(zhuǎn)換換時(shí)間10s。A/D16744內(nèi)部設(shè)有三三態(tài)數(shù)據(jù)輸出出鎖存器，因因而可直接與與各種典型的的8位或166位微處理器器相連，而無無需外接元器器件就可獨(dú)立立完成A/DD轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)應(yīng)用非常方便便。2.3.2速度度傳感

33、器信號(hào)號(hào)處理電路1、速度信號(hào)測(cè)測(cè)量的原因及及測(cè)量原理7測(cè)試車輪速度是是為了控制制制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)電電機(jī)的。當(dāng)汽汽車車輪抱死死時(shí)，所要測(cè)測(cè)量的最大制制動(dòng)力已經(jīng)出出現(xiàn)，要控制制試驗(yàn)臺(tái)電機(jī)機(jī)停轉(zhuǎn)。制動(dòng)動(dòng)力測(cè)試時(shí)，主主、從滾筒，車車輪，第三滾滾筒的速度變變化如圖2-7所示。圖中中、均為線速度度。V1為主滾筒的的速度，V2為車輪的速速度，V3為第三滾筒筒速度，V4為從滾筒的的速度圖2-7 滾筒筒、車輪和第第三滾筒的速速度變化汽車駛?cè)胫苿?dòng)試試驗(yàn)臺(tái)車輪置置于主、從滾滾筒之間，同同時(shí)壓下第三三滾筒。第三三滾筒和車輪輪可靠接觸，制制動(dòng)臺(tái)電機(jī)啟啟動(dòng)后主滾筒筒帶動(dòng)車輪和和從滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，車輪的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與主主滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)方

34、向相反，第第三滾筒由于于和車輪可靠靠接觸，所以以車輪也會(huì)帶帶動(dòng)第三滾筒筒轉(zhuǎn)動(dòng)，第三三滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)方向與車輪輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向向相反。電機(jī)機(jī)啟動(dòng)至主滾滾筒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定定后，汽車制制動(dòng)踏板未踩踩下時(shí)，由圖圖2-7可知，主、從從滾筒、車輪輪和第三滾筒筒的線速度應(yīng)應(yīng)相等，即： (2-1)當(dāng)踩下制動(dòng)踏板板時(shí)，主滾筒筒的速度由于于是由驅(qū)動(dòng)電電機(jī)帶動(dòng)的，所所以它的線速速度不變，而而車輪的線速速度由于汽車車制動(dòng)系的作作用而降低變變?yōu)?，同時(shí)第第三滾筒的線線速度變?yōu)椋蛞驗(yàn)榈谌凉L筒筒是由車輪帶帶動(dòng)的，所以以應(yīng)該有= 。從汽車?yán)砝碚撝R(shí)可知知，制動(dòng)時(shí)汽汽車的地面制制動(dòng)力、制動(dòng)動(dòng)器制動(dòng)力以以及附著力之之間存在著這這樣的關(guān)系：車

35、輪還處于于滾動(dòng)狀態(tài)時(shí)時(shí)，地面制動(dòng)動(dòng)力等于制動(dòng)動(dòng)器制動(dòng)力，且且隨踏板力的的增長而成正正比增加。但但隨著踏板力力的增大，當(dāng)當(dāng)?shù)孛嬷苿?dòng)力力等于附著力力時(shí)，車輪抱抱死拖滑，這這時(shí)踏板力雖雖增加，但地地面制動(dòng)力不不再增長，而而恒等于附著著力。汽車在在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)滾筒上制動(dòng)動(dòng)時(shí)，當(dāng)踏板板力增大，使使車輪與滾筒筒表面制動(dòng)力力增加到等于于附著力時(shí)，車車輪抱死，制制動(dòng)力的采集集值即為此時(shí)時(shí)的值。這時(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)試試驗(yàn)臺(tái)滾筒的的電機(jī)應(yīng)馬上上停止，才不不會(huì)使輪胎剝剝傷。汽車制制動(dòng)時(shí)車輪既既有滾動(dòng)又有有滑動(dòng)，為了了表明滑動(dòng)的的程度，即說說明滑移成分分的多少，通通常用滑移率率3來表示，即即： S = (Vrk)V100%

36、 (2-2)式中: 滑移率； 車輪平移線線速度； 車輪滾動(dòng)半半徑； 車輪滾動(dòng)角角速度；在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上上汽車制動(dòng)滑滑移率可表示示為：S= V3V1100% (2-3)理論證明最大制制動(dòng)力出現(xiàn)在在滑移率在770%900%之間2。所以要測(cè)測(cè)量第三滾筒筒的速度來控控制電機(jī)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。第三滾筒上裝有有光電式速度度傳感器。第第三滾筒每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一周，傳感感器輸出200個(gè)脈沖。在在本測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速為11440 rr/min，減減速箱的轉(zhuǎn)速速比為22，則則主滾筒的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：=65.45rr/min (2-4)在計(jì)算上通常用用轉(zhuǎn)速（r/min）來來表示滾筒的的速度7，則計(jì)算停停電機(jī)時(shí)的線線速度比值（滑滑移率

37、）可表表示為：% (2-5)式中：線速度度比值 主滾筒轉(zhuǎn)速速（r/miin） 第三滾筒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（r/mmin） 主滾筒直徑徑（mm）第三滾筒直徑徑（mm）本系統(tǒng)中，主滾滾筒的直徑為為190mmm，第三滾筒筒的直徑為660mm。則則第三滾筒最最大的轉(zhuǎn)速為為：=207 rr/min=3.45 r/s由此可得第三滾滾筒最大轉(zhuǎn)速速時(shí)，傳感器器輸出方波的的頻率為：由滑移率范圍770%900%可得傳感感器輸出方波波得頻率范圍圍為：2、速度信號(hào)測(cè)測(cè)量電路設(shè)計(jì)計(jì)速度傳感器輸出出的脈沖信號(hào)號(hào)，經(jīng)過放大大、限幅、整整形后直接送送到82533-5定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行行計(jì)數(shù)，最后后送到工控機(jī)機(jī)中。電路如如圖2-111所示。

38、圖2-8 速度度信號(hào)處理電電路5圖2-8中，第第三滾筒產(chǎn)生生的脈沖信號(hào)號(hào)經(jīng)放大后，被被5V穩(wěn)壓管穩(wěn)壓壓，再經(jīng)744LS32整形形后直接輸入入至定時(shí)/計(jì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)計(jì)數(shù)。本次設(shè)設(shè)計(jì)采用82253-5來來實(shí)現(xiàn)定時(shí)/計(jì)數(shù)功能。8253-5內(nèi)內(nèi)部有三個(gè)116位減法計(jì)計(jì)數(shù)器，每個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)器都有有獨(dú)立的輸入入輸出控制寄寄存器，都有有六種不同的的工作方式，可可由編程確定定，輸出與兼兼容7。圖2-982253內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)框圖(1) 8位雙雙向三態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)總線緩沖器器，用于與的的總線連接，通通過這個(gè)緩沖沖器，可向88253寫方方式控制字，向向某計(jì)數(shù)器寫寫初值，讀某某計(jì)數(shù)器的計(jì)計(jì)數(shù)值。(2) 讀/寫寫邏輯，由它它決定三

39、個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)器和控制制字寄存器哪哪一個(gè)可以工工作，并控制制內(nèi)部總線上上數(shù)據(jù)傳送方方向。片選信信號(hào)為高時(shí)讀讀/寫邏輯被被禁止，但不不影響計(jì)數(shù)器器現(xiàn)行工作。(3) 控制字字寄存器，當(dāng)當(dāng)?shù)刂房偩€最最低位為111時(shí)，這個(gè)寄寄存器才能工工作，它從數(shù)數(shù)據(jù)總線緩沖沖器中接收控控制字并寄存存起來，這個(gè)個(gè)寄存器中的的控制字控制制每一個(gè)寄存存器的操作方方式。(4) 三個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)器完全獨(dú)獨(dú)立，每個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)器都可對(duì)對(duì)輸入脈沖按按二進(jìn)制或二二十進(jìn)制從從預(yù)制數(shù)開始始減1計(jì)數(shù)。8253-5定定時(shí)/計(jì)數(shù)器器與單片機(jī)構(gòu)構(gòu)成的系統(tǒng)如如下：圖2-10 8253與與單片機(jī)構(gòu)成成的系統(tǒng)框圖圖試驗(yàn)臺(tái)體產(chǎn)生的的脈沖信號(hào)經(jīng)經(jīng)過放大整形形后送到822

40、53-5的的輸入端，三三個(gè)門控端通通過一個(gè)電阻阻接到電源上上，使之為高高電平，即處處于允許計(jì)數(shù)數(shù)狀態(tài)。三個(gè)個(gè)輸出端不用用，為防止干干擾，可通過過電容接地。數(shù)數(shù)據(jù)線與80031的相連連，82533-5的片選選信號(hào)接80031的口，接地址鎖鎖存器由80031的控制制，80311和82533間的其他數(shù)數(shù)據(jù)、指令往往來在控制線線、共同作用下下完成。8253是可編編程的定時(shí)器器/計(jì)數(shù)器，每每個(gè)計(jì)數(shù)器都都有六種工作作方式，每個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)器的功功能選定由控控制字決定，編編程的控制字字由通過數(shù)據(jù)據(jù)口送到82253的控制制字寄存器。88253的方方式4為軟件件觸發(fā)方式，當(dāng)當(dāng)設(shè)置完初值值后，計(jì)數(shù)器器立即開始計(jì)計(jì)數(shù)，當(dāng)

41、減11計(jì)數(shù)到0后后輸出端變低低一個(gè)輸入時(shí)時(shí)鐘周期，然然后又恢復(fù)為為高電平，計(jì)計(jì)數(shù)器停止計(jì)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器器在方式4時(shí)時(shí)是一次有效效的，每一次次計(jì)數(shù)都重要要新設(shè)置計(jì)數(shù)數(shù)初值。在這這里不取82253的輸出出，要的是計(jì)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值，因?yàn)?8253是減減1計(jì)數(shù)，把把計(jì)數(shù)器的計(jì)計(jì)數(shù)初值設(shè)置置為，定時(shí)時(shí)時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)數(shù)值為初值與與讀得的終值值的差。例計(jì)計(jì)數(shù)器終值為為，則計(jì)數(shù)值值為： (2-6)如果把讀得的計(jì)計(jì)數(shù)器終值取取反則有： = (2-7)所以不必做減法法，直接把讀讀得的計(jì)數(shù)器器終值取反即即可8。2.4 輸出模模塊設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)滾筒的驅(qū)驅(qū)動(dòng)是靠電機(jī)機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)完成的，系系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)交交流電機(jī)的控控制是一個(gè)

42、弱弱電控制強(qiáng)電電的問題。采采用內(nèi)部帶有有光電隔離的的固態(tài)繼電器器來實(shí)現(xiàn)I/O輸出接口口，控制電機(jī)機(jī)的啟停。圖2-14 固固態(tài)繼電器接接口電路88實(shí)際電路框圖如如圖2-144所示，計(jì)算算機(jī)輸出的數(shù)數(shù)字信號(hào)由774LS3773鎖存經(jīng)光光電隔離芯片片后，進(jìn)入功功率驅(qū)動(dòng)芯片片(MC14413)，由由37芯D型型孔頭輸出開開關(guān)量信號(hào)。功功率輸出時(shí)要要求從機(jī)外提提供+24VV或+12VV電源，開關(guān)關(guān)量輸出信號(hào)號(hào)為共外電源源方式，不是是共地方式，可可直接驅(qū)動(dòng)繼繼電器。通過過這個(gè)接口電電路實(shí)現(xiàn)了系系統(tǒng)弱電對(duì)電電機(jī)強(qiáng)電的控控制，成功的的實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)電機(jī)啟停停的控制。在上圖所設(shè)計(jì)的的系統(tǒng)中，功功率驅(qū)動(dòng)是由由MC

43、14113芯片來實(shí)實(shí)現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)接線方法如如圖2-155所示。外部部需要驅(qū)動(dòng)的的信號(hào)由計(jì)算算機(jī)輸出數(shù)字字信號(hào)后，經(jīng)經(jīng)過74LSS244進(jìn)行行接口驅(qū)動(dòng)后后，直接送入入驅(qū)動(dòng)芯片MMC14133的輸入端，再再在MC14413的驅(qū)動(dòng)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)用用戶負(fù)載。圖2-15 MC14113標(biāo)準(zhǔn)接線線方法MC1413是是集電極開路路的功放電路路，將負(fù)載的的一端（如繼繼電器的輸入入線圈一端）接接入到MC11413的接接線端子上，另另一端接電源源的正極。當(dāng)當(dāng)施加到MCC1413的的電壓信號(hào)為為高電平時(shí)，三三極管導(dǎo)通，電電流從電源流流過用戶負(fù)載載，通過三極極管流向地線線；當(dāng)施加到到MC14113的電壓信信號(hào)為低電平平時(shí)

44、，三極管管截止，在用用戶負(fù)載上就就不能有電流流流過，從而而使負(fù)載不工工作。2.5系統(tǒng)軟件件設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的汽車到到位判斷是通通過光電開關(guān)關(guān)的電壓來判判斷的；啟動(dòng)動(dòng)左、右電機(jī)機(jī)是由系統(tǒng)控控制I/O，然然后控制固態(tài)態(tài)繼電器完成成對(duì)強(qiáng)電的控控制。圖2-16把檢測(cè)測(cè)控制部分的的程序編寫成成塊，以便其其他過程調(diào)用用。圖2-117就是全過過程的程序流流程。圖2-16 檢檢測(cè)過程控制制程序流程 圖2-20 全全過程的程序序流程第三章 系統(tǒng)抗抗干擾設(shè)計(jì)3.1干擾的形形成形成干擾必須具具備三個(gè)條件件：干擾源、對(duì)對(duì)干擾敏感的的接收電路、干干擾源到接收收電路的耦合合通道。圖3-1 干擾擾形成示意圖圖3.1.1干擾擾源凡

45、是能產(chǎn)生一定定的電磁能量量，而且可能能影響到周圍圍電路正常工工作的物體或或設(shè)備，都可可以認(rèn)為是電電干擾源。干干擾源一般可可以分為三類類：a、自然界的：如宇宙射線線和雷電等；b、物質(zhì)本身固固有的：如物物質(zhì)本身所固固有的熱干擾擾和散粒干擾擾；c、人為的：主主要由電氣、電電子設(shè)備造成成。3.1.2耦合合方式1、傳導(dǎo)耦合干擾信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線線傳播進(jìn)入電電路，我們稱稱為傳導(dǎo)耦合合。大容量的的用電設(shè)備在在啟停時(shí)所產(chǎn)產(chǎn)生的電壓波波動(dòng)會(huì)從交流流電源線直接接影響電腦控控制系統(tǒng)電源源電壓的穩(wěn)定定性。此外，電電路中較長的的信號(hào)線還可可能受鄰近電電路或空間電電磁場(chǎng)的影響響，在導(dǎo)線形形成干擾。2、經(jīng)公共阻抗抗的耦合在電腦控制

46、系統(tǒng)統(tǒng)中，主計(jì)算算機(jī)的I/OO接口電路與與各崗位的控控制箱之間，為為了測(cè)量和控控制，需要一一個(gè)電位參考考點(diǎn)，最簡單單也是最常見見的就是地線線作為參考，由由于導(dǎo)線存在在電阻，這就就形成了公共共地阻抗。由由于主機(jī)與各各崗位電子設(shè)設(shè)備相隔一定定距離，因而而兩端的地電電位不可能完完全相等，即即兩“地”之間的電位位差就會(huì)疊加加到信號(hào)電壓壓上形成干擾擾。3、電磁場(chǎng)耦合合由于電路中元件件與元件之間間、導(dǎo)線與導(dǎo)導(dǎo)線之間、導(dǎo)導(dǎo)線與元件之之間都存在著著分布電容，因因此，某一導(dǎo)導(dǎo)體上的干擾擾電壓就會(huì)通通過分布電容容使其它導(dǎo)體體上的電位受受到影響，這這種現(xiàn)象我們們稱為電容耦耦合。3.2硬件抗干干擾措施硬件抗干擾主要要

47、采用隔離技技術(shù)、雙絞線線傳輸、阻抗抗匹配等措施施抑制干擾。常常用的隔離措措施有采用AA/D、D/A與單片機(jī)機(jī)進(jìn)行隔離以以及用繼電器器、光電隔離離器、光電隔隔離固態(tài)繼電電器(SSRR)等隔離器器件對(duì)開關(guān)量量進(jìn)行隔離11。3.2.1供電電系統(tǒng)的抗干干擾措施1、要求整個(gè)檢檢測(cè)系統(tǒng)單獨(dú)獨(dú)供電。2、把機(jī)房內(nèi)微微機(jī)系統(tǒng)的供供電與外面控控制箱和各檢檢測(cè)儀器的供供電以及其它它電器三者分分開供電。3、微機(jī)房內(nèi)宜宜用穩(wěn)壓性能能較好的參數(shù)數(shù)穩(wěn)壓器(5500VA)，最好采用用不斷電源(UPS)供供電。而機(jī)房房外的控制設(shè)設(shè)備和檢測(cè)儀儀要采用參數(shù)數(shù)穩(wěn)壓器或普普通交流穩(wěn)壓壓器(10000VA)供供電。3.2.2接地地系統(tǒng)的

48、抗干干擾措施 1、接地線宜短短且粗，以減減少地電阻；同時(shí)把大電電流電路和弱弱信號(hào)電路的的地線分開走走線。2、單點(diǎn)接地。即即系統(tǒng)的地線線分成三類：第一類為信信號(hào)地，它包包括小信號(hào)加加回路、邏輯輯的控制電路路的信號(hào)地；第二類為功功率地，它包包括繼電器、電電磁閥、大電電流驅(qū)動(dòng)電源源等大電流、大大功率電路的的地；第三類類為機(jī)殼地，包包括設(shè)備機(jī)架架、機(jī)柜、箱箱體結(jié)構(gòu)等金金屬結(jié)構(gòu)地。這這三類分別自自成系統(tǒng)，最最后才匯集于于一點(diǎn)并與大大地相連，使使整系統(tǒng)地處處于地電位。3.2.3針對(duì)對(duì)電磁場(chǎng)耦合合及輻射干擾擾而采取的措措施1、盡量削弱干干擾信號(hào)首先對(duì)繼電器、交交流接觸器的的驅(qū)動(dòng)電路采采用耗能和限限幅措施。其

49、其次，將所有有大功率交流流負(fù)載的繼電電器都以控制制箱為單元集集中在一起，并并用金屬盒加加以屏蔽。最最后，將繼電電器的驅(qū)動(dòng)電電流回路與其其它的數(shù)字邏邏輯回路分開開，使大電流流在箱內(nèi)自成成回路。2、為切斷電磁磁場(chǎng)耦合通道道，所有信號(hào)號(hào)線都采用屏屏蔽線，并將將屏蔽層單端端接地。在走走線方面，把把信號(hào)與動(dòng)力力線分開布設(shè)設(shè)，不能把電電纜線的屏蔽蔽層當(dāng)作信號(hào)號(hào)線或公用線線使用17。3.2.4 接口電路的的抗干擾措施施1、濾波濾波器是利用電電容兩端的電電壓不能突變變的特性做成成的。例如，為為了消除開關(guān)關(guān)觸點(diǎn)機(jī)械摩摩擦的抖動(dòng)所所造成的干擾擾，必須在TTTL電路的的開關(guān)輸入回回路中加入濾濾波環(huán)節(jié)。其其電路形式如

50、如下圖。圖3-2 濾波波電路2、去耦所謂去耦，就是是利用RC或或RL濾波環(huán)環(huán)節(jié)來消除或或抑制直流電電源回路因負(fù)負(fù)載變化引起起的干擾。下下圖為多級(jí)放放大器回路，其其中C1是電電源去耦電容容，RC2為為級(jí)間去耦電電路11。圖3-3 去耦耦電路3.3用軟件消消除干擾的方方法3.3.1軟件件抗干擾的提提出在實(shí)際應(yīng)用中，由由于大量干擾擾源的存在，雖雖然不足以破破壞硬件，但但是往往能使使系統(tǒng)工作不不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)據(jù)不可靠，程程序飛逸，嚴(yán)嚴(yán)重時(shí)計(jì)算機(jī)機(jī)控制失靈，產(chǎn)產(chǎn)生事故。這這些不穩(wěn)定的的因素常常產(chǎn)產(chǎn)生于工作或或者生產(chǎn)的全全過程中。而而且，這些干干擾信號(hào)大多多是瞬時(shí)存在在，時(shí)間間隔隔不確定，傳傳播途徑不清清楚。

51、由于故故障的特點(diǎn)是是具有暫時(shí)性性、間歇性和和隨機(jī)性，用用純硬件的辦辦法較困難，使使用較少。特特別是計(jì)算機(jī)機(jī)軟件辦法能能更好的解決決這類干擾。3.3.2軟件件抗干擾的特特點(diǎn)一般在兩種情況況下需要用計(jì)計(jì)算機(jī)軟件技技術(shù)去抗干擾擾。一種是為為了提高效能能、節(jié)省硬件件，從而用軟軟件去取代硬硬件抗干擾技技術(shù)；另一種種是用軟件去去解決硬件解解決不了的問問題。軟件抗抗干擾是一種種廉價(jià)、靈活活、方便的方方式。純軟件件抗干擾不需需要硬件資源源，不改變硬硬件環(huán)境，不不需要對(duì)干擾擾源精確定位位，不需要定定量分析，故故實(shí)現(xiàn)起來靈靈活、方便，用用于儀表及工工業(yè)控制工程程有很好的可可靠性保證9。3.3.3設(shè)計(jì)計(jì)合適的數(shù)字字

52、濾波程序該技術(shù)既可稱硬硬件仿真技術(shù)術(shù)，又可屬時(shí)時(shí)間冗余技術(shù)術(shù)。它不需要要硬件，靠計(jì)計(jì)算機(jī)的高速速、多次運(yùn)算算達(dá)到模擬并并提高精度的的目的。根據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)質(zhì)不同，消除除干擾的軟件件濾波的方法法也不同：對(duì)對(duì)溫度、壓力力等模擬量，可可采取算術(shù)平平均值濾波，因因其對(duì)高斯型型的噪聲的濾濾波有效；中中值濾波對(duì)尖尖刺脈沖干擾擾、階躍干擾擾等模擬量有有效；一階滯滯后濾波由于于采用了遞推推技術(shù)，對(duì)快快速的干擾源源濾波有效；邏輯濾波用用于開關(guān)量濾濾波，信號(hào)是是二值狀態(tài)，采采用多數(shù)表決決法，用邏輯輯與或邏輯或或作濾波結(jié)果果。以上各項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用用時(shí)可相互配配合使用。在在分類上還可可以歸并，如如冗余技術(shù)歸歸為容錯(cuò)技

53、術(shù)術(shù)等10。3.3.4 提提高系統(tǒng)的容容錯(cuò)能力容忍錯(cuò)誤反而能能夠提高可靠靠性的原理在在于投入了更更多的超過常常規(guī)設(shè)計(jì)所需需的外加資源源開銷，從而而換取了常規(guī)規(guī)設(shè)計(jì)達(dá)不到到的可靠性。外外加資源開銷銷（冗余）包包括：外加硬硬件（增加器器件、增加線線路整機(jī)或者者接口），外外加軟件（如如檢錯(cuò)診斷程程序、雙工切切換程序等），外外加信息碼（檢檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼、奇奇偶校驗(yàn)位、抗抗干擾碼），外外加時(shí)間（重重復(fù)執(zhí)行指令令、重復(fù)取數(shù)數(shù)、重復(fù)執(zhí)行行程序）等。軟件容錯(cuò)技術(shù)的的主要措施是是信息冗余和和時(shí)間冗余。3.4總結(jié)硬件抗干擾發(fā)展展的歷史較長長，理論和實(shí)實(shí)踐比較成熟熟，主要抗干干擾技術(shù)有各各種接地處理理、屏蔽和隔隔離、濾

54、波、去去耦、旁路等等。硬件抗干干擾抑制和消消除了大部分分的干擾，但但完全依靠硬硬件電路來消消除所有的干干擾是不可能能的。軟件抗抗干擾發(fā)展較較晚，目前還還沒有形成較較完善的理論論。但是，利利用微機(jī)的記記憶、快速計(jì)計(jì)算和邏輯判判斷功能，從從軟件方面進(jìn)進(jìn)行干擾抑制制和消除的研研究，己逐漸漸受到人們重重視。在實(shí)際應(yīng)用中，往往往結(jié)合硬件件抗干擾和軟軟件抗干擾技技術(shù)，從而可可以得到比較較理想的抗干干擾效果。第四章 數(shù)字字處理方法研研究計(jì)算機(jī)測(cè)量用的的被測(cè)信號(hào)一一般都含有誤誤差，如何將將誤差從被測(cè)測(cè)值中去除，如如何減小測(cè)量量結(jié)果中的誤誤差含量，是是常見數(shù)據(jù)處處理問題之一一。由誤差理理論，按測(cè)量量過程中所產(chǎn)產(chǎn)

55、生的誤差性性質(zhì)，可將誤誤差分為三類類：系統(tǒng)誤差差、隨機(jī)誤差差、過失誤差差。對(duì)汽車檢檢測(cè)設(shè)備而言言，與其它計(jì)計(jì)量器具相似似，其測(cè)試誤誤差基本上由由系統(tǒng)誤差與與隨機(jī)誤差兩兩方面組成。既然使用計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮揮計(jì)算機(jī)的作作用，可從軟軟件方面采取取措施來提高高采集效率，改改善數(shù)據(jù)處理理效果。4.1曲線擬合合在汽車制動(dòng)性能能的檢測(cè)中，關(guān)關(guān)鍵是對(duì)汽車車制動(dòng)時(shí)其制制動(dòng)力變化全全過程的檢測(cè)測(cè)，通過對(duì)制制動(dòng)力變化全全過程數(shù)據(jù)的的采集、處理理和分析，得得出反映汽車車制動(dòng)性能指指標(biāo)的各項(xiàng)參參數(shù)，最終按按國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)汽車制動(dòng)性性能進(jìn)行評(píng)價(jià)價(jià)，進(jìn)而分析析判斷制動(dòng)系系存在故障的的部位。但是是，在一般的的汽

56、車檢測(cè)控控制系統(tǒng)中，由由于機(jī)械臺(tái)架架結(jié)構(gòu)、傳感感器的非線性性以及檢測(cè)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的各種干干擾信號(hào)的影影響等因素，導(dǎo)導(dǎo)致系統(tǒng)采集集的數(shù)據(jù)無法法完全真實(shí)地地反映制動(dòng)力力變化的過程程，采集得到到的制動(dòng)力變變化曲線出現(xiàn)現(xiàn)鋸齒現(xiàn)象，嚴(yán)嚴(yán)重影響到各各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)測(cè)試精度和評(píng)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。下面面是在制動(dòng)力力檢測(cè)過程中中模擬信號(hào)數(shù)數(shù)字化處理后后得到的一組組典型的試驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù),記作如表4-1所示。目前常見的一些些曲線擬合方方法中，對(duì)各各個(gè)物理量的的處理有失公公平性原則，通通常是在處理理中確保某一一個(gè)物理量的的擬合誤差達(dá)達(dá)到“最小”，而沒有考考慮到其它物物理量的擬合合誤差。 數(shù)據(jù)擬合實(shí)質(zhì)是是數(shù)值逼近的的一個(gè)分支。該該

57、設(shè)計(jì)中作為為逼近工具的的函數(shù)類應(yīng)具具有下述性質(zhì)質(zhì)13：(1)函數(shù)類中中的函數(shù)相對(duì)對(duì)光滑；(2)易于計(jì)算算機(jī)實(shí)現(xiàn)；(3)逼近函數(shù)數(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)據(jù)有良好的近近似。表4-1 數(shù)字字化后制動(dòng)力力試驗(yàn)數(shù)據(jù)2.33.7556.256.558.1911.512.514151719-4025-20485200-5510-1050-80802021.522.524.1262728.53031.833343637-38551040-1558-2070-351002055253839.54244.847.248.249.15152.55457.558.762277590900745760640650595645655

58、53068064.565.56871.372.574.576.377.58080.881.281.482.560064062066563063065057561527580-50-504.1.1擬合合曲線的優(yōu)化化算法由于制動(dòng)力數(shù)據(jù)據(jù)的擬合函數(shù)數(shù)類型未知，解解決的辦法是是作出分段多多項(xiàng)式，但這這時(shí)函數(shù)的光光滑性顯然不不良；采用樣樣條函數(shù)擬合合，理論上完完全可行，但但是在該設(shè)計(jì)計(jì)的實(shí)際中，主主要問題是某某區(qū)間節(jié)點(diǎn)過過多，曲線不不理想。如果果人為減少某某區(qū)間節(jié)點(diǎn)數(shù)數(shù)，那么逼近近函數(shù)對(duì)原始始數(shù)據(jù)的近似似性將受到影影響。針對(duì)這這些問題，優(yōu)優(yōu)化算法的主主要思想是利利用三次樣條條曲線重要性性質(zhì)中的反算算擬合

59、性質(zhì)，根根據(jù)給定點(diǎn)反反求它的控制制點(diǎn)，再依這這些控制點(diǎn)畫畫出三次樣條條曲線。該試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化化關(guān)鍵問題是是如何求得這這些控制點(diǎn)。方方法是每段按按其數(shù)據(jù)分布布特點(diǎn)，構(gòu)造造相應(yīng)段擬合合函數(shù)，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處的值作為為控制點(diǎn)，采采用符號(hào)便于于同試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)中的區(qū)別，最最后對(duì)數(shù)據(jù)組組采用樣條函數(shù)數(shù)擬合，式中中的值代表整整條曲線劃分分的段數(shù)。該該設(shè)計(jì)中將制制動(dòng)力試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)分為五段段：，如圖4-11所示。 圖4-1 制動(dòng)動(dòng)力試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)樣條擬合曲曲線4.1.2擬合合曲線的優(yōu)化化算法由于制動(dòng)力數(shù)據(jù)據(jù)的擬合函數(shù)數(shù)類型未知，解解決的辦法是是作出分段多多項(xiàng)式，但這這時(shí)函數(shù)的光光滑性顯然不不良；采用樣樣條函數(shù)擬合合，理論上完完全

60、可行，但但是在該設(shè)計(jì)計(jì)的實(shí)際中，主主要問題是某某區(qū)間節(jié)點(diǎn)過過多，曲線不不理想。如果果人為減少某某區(qū)間節(jié)點(diǎn)數(shù)數(shù)，那么逼近近函數(shù)對(duì)原始始數(shù)據(jù)的近似似性將受到影影響。針對(duì)這這些問題，優(yōu)優(yōu)化算法的主主要思想是利利用三次樣條條曲線重要性性質(zhì)中的反算算擬合性質(zhì)，根根據(jù)給定點(diǎn)反反求它的控制制點(diǎn)，再依這這些控制點(diǎn)畫畫出三次樣條條曲線。該試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化化關(guān)鍵問題是是如何求得這這些控制點(diǎn)。方方法是每段按按其數(shù)據(jù)分布布特點(diǎn)，構(gòu)造造相應(yīng)段擬合合函數(shù)，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處的值作為為控制點(diǎn)，采采用符號(hào)便于于同試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)中的區(qū)別，最最后對(duì)數(shù)據(jù)組組采用樣條函數(shù)數(shù)擬合，式中中的值代表整整條曲線劃分分的段數(shù)。該該設(shè)計(jì)中將制制動(dòng)力試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)分為