1、基于LabVIEW的減振器性能測試(csh)平臺設計文獻(wnxin)綜述題目(tm)： 基于LabVIEW的減振器性能測試平臺設計 學院名稱：機電工程學院 專業(yè)班級： 測控 學生姓名： 1前言部分減振器是汽車懸架系統(tǒng)的一個重要組成部件，其質量直接影響到汽車行駛平穩(wěn)性、乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性及安全性等。由于減振器是一個典型的非線性系統(tǒng)，且它的工作條件非常惡劣，容易發(fā)生漏油、異響等狀況，當減振器發(fā)生上述故障時，不但影響汽車行駛的平穩(wěn)性，而且將直接危及到車輛的安全性。因此，減振器的性能測試是減振器生產中一項十分重要的工作。減振器必須經過減振器性能測試臺相關測試，符合有關的參數(shù)性能才能使用1,2。隨

2、著汽車產量的逐年上升，市場對于減振器的需求量也迅速增加。傳統(tǒng)的減振器設計開發(fā)方法主要是根據(jù)經驗確定設計參數(shù)，然后進行試驗修正。這往往需要對減振器內部參數(shù)進行多次反復調整和多次開發(fā)、試驗。這種完全依賴于物理樣機試驗的設計開發(fā)方法周期長、消耗大、成本高。由于減振器的生產類型屬于大批量生產，并且每支必檢，因此在完成減振器性能測試的同時，還應該提高測試效率。因此，開發(fā)減振器測試系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義3。所以，為了克服上述缺點，基于圖形化編程（G語言）軟件LabVIEW的虛擬儀器技術在測試領域獲得廣泛應用。汽車減振器性能測試系統(tǒng)是減振器生產開發(fā)過程中必需的專用檢測設備，其功用是檢測減振器的外特性。由于減振器規(guī)

3、格與試驗規(guī)范的多樣化，則要求測試系統(tǒng)實時檢測、功能完善、性能穩(wěn)定、維護使用方便、數(shù)據(jù)分析功能強。基于圖形化編程軟件LabVIEW的虛擬儀器編程靈活簡單，其程序容易和各種數(shù)據(jù)采集硬件集成4,開發(fā)環(huán)境具有實時監(jiān)控數(shù)據(jù)流的流動，易于實現(xiàn)多任務多線程工作，同時內嵌控件豐富的特點。因此，與傳統(tǒng)編程語言和方法相比，其優(yōu)越性更強5。2主題部分2.1減振器的發(fā)展現(xiàn)狀2.1.1國外汽車(qch)減振器的發(fā)展(fzhn)現(xiàn)狀到目前為止，國外液壓式減振器處于充氣式減振器、可調減振器及自適應減振器發(fā)展階段。其中雙筒液壓減振器的發(fā)展時間較長，市場占有率極高。而可調減振器等新式減振器也已經投入市場，并有商品(shngpn

4、)車輛出現(xiàn)。以上的減振器類型都是對無級調整阻尼力、高頻激振阻尼力以及減振器溫度特性的完善6，并且在改善減振器的外特性和減低噪聲等兩個方面有較大的進步。2.1.2我國汽車減振器的發(fā)展現(xiàn)狀汽車減振器在我國的發(fā)展時間短，而且起點也更低，總體技術水平僅處于發(fā)達國家80年代的技術水平，遠遠落后于發(fā)達國家。因此，我國許多轎車的減振器是使用進口減振器，尤其是中高檔轎車。而且許多國產汽車、微型車等眾多車型仍使用普通的雙筒液壓減振器。因此，提高我國汽車減振器研發(fā)水平已經成為我國汽車懸架系統(tǒng)中急需解決的問題，也是我國汽車行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中需要優(yōu)先解決的問題7。2.2早期減振器性能測試設備的介紹2.2.1機械式示功試驗

5、臺對于汽車減振器的檢測最早使用的就是機械式示功試驗臺8。這種試驗臺基本工作結構通常是使用電動機帶動某些偏心機構來實現(xiàn)正弦激振，比如說曲柄連桿機構或者凸輪機構等；試驗臺的激振頻率則是由曲柄或者凸輪的回轉速度所決定的，通過帶輪與減速機的匹配實現(xiàn)；試驗中，力的測定則是通過測量一種特殊的測力組件變形量的大小來計算減振器阻尼力的大小；與此同時，減振器的震動位移量則通過在測力組件上安裝繪圖筆的方式直接繪制出圖形。在上世紀八十年代，使用較多的機械式試驗臺是J85試驗臺，它通過曲柄連桿機構驅動減振器做近似的簡諧振動。通過彈性扭桿測力和振幅，并依靠人工處理數(shù)據(jù)。由于它只能夠得到一定振動速度下的示功圖，并且效率低

6、，數(shù)據(jù)的準確性差，只能夠完成垂向減振器試驗，不能夠完成橫向減振器檢測，現(xiàn)在基本上已經淘汰不用。于是四方機車車輛研究所在90年代研制出了J95雙向試驗臺。它采用曲柄滑塊機構來實現(xiàn)近似簡諧振動運動，它有傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)三部分組成9，改善了J85試驗臺存在的一系列問題。由機械式示功試驗臺的特性得知(d zh)其結構簡單，且機械結構性能穩(wěn)定可靠，工作過程中能夠有效避免外界因素的干擾，故而在減振器發(fā)展早期得到了廣泛的應用。但是它也存在非常嚴重的缺點，尤其是精度比較差而且(r qi)由于其機械特性精度誤差是不可避免的。機械式試驗臺激振波形單一，只有正弦波。該試驗臺只能完成示功圖的繪制，無法繪制

7、速度特性曲線，而且示功圖也只是一個近似的曲線。機械式示功試驗臺目前已很少有生產廠家使用，其中還有一個最主要原因就是其生產和試驗效率極低，對于每一只試件測量完成之后還要進行檢測結果的換算，工作量很大，不能適應(shyng)高效生產的要求。2.2.2示波器式示功試驗臺得益于電子技術的發(fā)展，使得試驗設備能夠廣泛的使用各類的電子元件，這就給測試設備的檢測和控制帶來極大的方便。示波器式示功試驗臺就是機械式示功試驗臺的電子化改進。該試驗臺與機械式試驗臺有著相同的激振部分，但是該試驗臺的測試精度要比機械式高很多，因為其避免了很大一部分的系統(tǒng)誤差和測量誤差，操作也更加簡便，測試效率得到了顯著的提高。但是由于其

8、本身特性又有著無法避免的缺陷：測試結果不易保存下來，圖像顯示時間很短，不能形成供分析和研究的可讀性文件。這就導致了該試驗臺的使用有很大的局限性，是適用于生產過程而不能對減振器進行分析和研究方面的測試，因此該設備只是一種過渡性的減振器試驗設備10-13。2.3基于LabVIEW的減振器性能測試試驗臺設計隨著汽車減振器性能要求的不斷提高，測試技術的發(fā)展對減振器的測試要求也不斷提高，減振器性能測試結果準確性要求也越來越高14。基于LabVIEW的減振器性能測試試驗臺可以完成不同種類減振器的示功特性、速度特性等的檢測。該試驗臺是由微型計算機通過微機測控系統(tǒng)將測試現(xiàn)場的模擬量、開關量和脈沖量由放大電路和

9、模數(shù)轉換電路的數(shù)據(jù)進行采集、處理和分析，測試結果將在可視信息設備中顯示出來。數(shù)據(jù)通過計算機處理，得到的結果再通過相應的控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對設備的自動控制，這就意味著該試驗臺能夠實現(xiàn)理想的閉環(huán)控制。近年來，隨著計算機技術、軟件技術和網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展，新的測控理論和測控方法不斷出現(xiàn)和成熟，測控系統(tǒng)以計算機為中心，以網(wǎng)絡為核心的特征日益明顯15。20 世紀80 年代，隨著計算機技術的進一步發(fā)展，就出現(xiàn)了插在PC計算機里的數(shù)據(jù)采集卡，負責采集一些簡單的數(shù)據(jù)，而把數(shù)據(jù)的處理工作通過計算機軟件來完成，這就是虛擬儀器技術的雛形。虛擬儀器的出現(xiàn)，給測控系統(tǒng)帶來了革命性的沖擊，對測試理論和測控方法等很多方面都產

10、生了重大影響。虛擬儀器化和網(wǎng)絡化是測控系統(tǒng)發(fā)展的兩大趨勢16。如今，網(wǎng)絡測控技術在現(xiàn)在科學技術、工業(yè)生產和國防等諸領域中的應用十分廣泛。基于(jy)LabVIEW的減振器性能(xngnng)測試試驗臺是由硬件(yn jin)系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。該試驗臺的硬件系統(tǒng)主要是由傳統(tǒng)的激振系統(tǒng)、各類傳感器、轉換器和微型計算機及外設組成。工作過程為激振系統(tǒng)產生激振源，推動減振器動作，此時力傳感器和速度傳感器將采集的信號分別通過信號放大器和信號變送器的轉換放大，再通過模數(shù)轉換器將數(shù)字量數(shù)據(jù)傳送到微型計算機在顯示器顯示出來并通過打印機打印。與此同時所采集的信號將與控制信號比較，偏差只通過數(shù)模轉換器將

11、數(shù)字量轉換為模擬量通過功率放大器傳遞給模擬控制器，控制器將對激振系統(tǒng)作出適當?shù)恼{節(jié)以適應控制曲線。從對該試驗臺工作原理的描述可以看出其工作過程是閉環(huán)控制，人為干預大大減少，從而測量精度會有很大提高。基于LabVIEW的減振器性能測試試驗臺的工作主要是依靠功能齊全的軟件系統(tǒng)來控制。軟件是虛擬儀器的主體。目前，國內外開發(fā)虛擬儀器軟件平臺主要有以下類型。國外是以美國國家儀器公司（NI 公司）為代表的LabVIEW 平臺，除此還有其他廠商的軟件如NI 的LabWindows/CVI，惠普公司的VEE 和TIG等。LabVIEW 以它獨特的圖形化編程界面而著名，有大量的用戶，在國際上虛擬儀器技術領域占據(jù)

12、優(yōu)勢地位。國內是以東方振動與噪聲研究所（COINV）的DASP 虛擬儀器平臺系統(tǒng)為先河2。為了能夠實現(xiàn)控制步驟的有序進行，控制系統(tǒng)采用人機交互的方式。測試軟件不僅能夠實現(xiàn)產品的在線檢測的作用，還能記錄測試結果以備減振器性能的研究之用。對測試軟件的要求是在滿足測試精度的情況下盡可能縮短程序執(zhí)行時間以增加工作效率。根據(jù)實驗的特性，軟件的執(zhí)行采用了模塊化方式，由一個測試主程序和多個標定子程序組成。模塊化了的軟件程序使得該試驗臺能夠滿足工作要求。把虛擬儀器技術、網(wǎng)絡技術用于減振器性能測試還是個全新的研究課題17。3總結部分減振器對車輛高速行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性的影響很大，先進的減振器檢測手段對于研究減

13、振器性能顯得極為重要。因此，開發(fā)減振器性能測試系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。多年來,人們對減振器進行了許多研究18。汽車減振器的設計,尤其是其性能方面,在車輛動力學行為中起著非常重要的作用。減振器設計的傳統(tǒng)方法容易實證。設計師用他們的經驗確定減振器設計參數(shù)，減振器的物理樣機被用來測試它的性能和它在完整的車輛動力學行為中的影響。這種基于物理樣機的實證方法比較耗時,高成本的過程不能得到優(yōu)化設計19。所以，為了克服上述缺點，基于圖形化編程（G語言）軟件LabVIEW的虛擬儀器技術在測試領域中獲得廣泛應用。早期(zoq)機械式試驗臺激振波形單一(dny)，只有正弦波。該試驗臺只能完成示功圖的繪制，無法(wf)繪制

14、速度特性曲線，而且示功圖也只是一個近似的曲線，生產和試驗效率極低，對于每一只試件測量完成之后還要進行檢測結果的換算，工作量很大，不能適應高效生產的要求。后來的示波器式示功試驗臺測試結果不易保存下來，圖像顯示時間很短，不能形成供分析和研究的可讀性文件，導致了該試驗臺的使用有很大的局限性，適用于生產過程而不能對減振器進行分析和研究方面的測試，因此該設備只是一種過渡性的減振器試驗設備。而基于圖形化編程軟件LabVIEW的虛擬儀器則編程靈活簡單，人為干預少，測量精度高。所以基于LabVIEW的減振器性能測試平臺設計具有現(xiàn)實意義。4參考文獻1 曲承童,姜濤.減震器測試臺兩種不同機械加振方式的討論J.長春

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