[NI技术]使用NIC系列模块对轿车底盘系统性能参数的快速采集

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1、[NI技术]使用NIC系列I/O模块对轿车底盘系统性能参数的快速采集快速转向过程中的测试曲线Author(s):刘杨铭-周胜斌-一.引言"前期工程师主要通过个人经验对车辆性能进行估计，无法得到精确车辆性能数据。随着传感测试技术、计算机信息处理技术等相关学科的进一步发展，工程师可以根据不同需要在车上布置不同的传感器和测试设备，精确得到车辆性能数据，进而对性能值进行分析，以帮助工程师对汽车性能进行准确的改进，使得汽车性能开发由粗放的主观估计到精确的客观测试方向逐步发展。"-刘杨铭,TheChallenge:随着市场竞争的激烈和对造车理念的深入理解，汽车公司仅仅造出满足市场基本需求

2、的轿车已无法适应更高层次的竞争和其自身高品牌的建立。为了持续提高车辆品质，对车辆的开发已由满足基本需求转变为对性能的追求，进而提升汽车品牌价值，这其中对汽车底盘性能的开发尤为重要。采用NIC系列I/O模块，可以根据汽车工程师需要，对轿车底盘性能如转向力、车速、油液压力、油液温度等进行快速且同步的采集，为轿车底盘性能的开发进而对提升汽车品牌价值提供有效帮助。TheSolution:基于NI丰富的C系列I/O模块，外接适用于轿车特殊环境要求的传感器，利用NILabview编写一套轿车底盘性能参数采集系统，同时结合NILabview提供的大量经典数据处理VI如滤波、求导等对数据进行实

3、时分析，并将采集与分析得到的数据以一定格式存储于电脑中，为轿车底盘性能开发提供数据支持。随着市场竞争的激烈和对造车理念的深入理解，汽车公司仅仅造出满足市场基本需求的轿车已无法适应更高层次的竞争和其自身高品牌的建立。为了持续提高车辆品质，对车辆的开发已由满足基本需求转变为对性能的追求以提升品牌价值，这其中对轿车底盘性能的开发提升尤为重要。前期工程师主要通过个人经验对车辆性能进行估计，无法得到精确车辆性能数据。随着传感测试技术、计算机信息处理技术等相关学科的进一步发展，工程师可以根据不同需要在车上布置不同的传感器和测试设备，精确得到车辆性能数据，进而对性能值进行分析，以帮助工程师对

4、汽车性能进行准确的改进，使得汽车性能开发由粗放的主观估计到精确的客观测试方向逐步发展。二.测试系统的设计背景与设计原则目前，市场上针对轿车底盘的测试设备已较多，但因轿车底盘形式的多样性以及试验目的的的多样性，目前市场上已有的测试设备还不能完全满足工程师的要求。例如，汽车转向性能是汽车底盘性能中的一项重要性能，但目前市场上还没有成熟的专门针对轿车上的液压助力转向系统各项性能进行采集的产品。为了得到性能数据，汽车工程师需要自己搭建底盘测试系统。由于汽车底盘系统测试的特殊性，汽车工程师需要一种能快速改变通道数和同时读取多种物理参数的测试系统，这主要表现在：汽车底盘系统性能物理参数种类

5、较多，例如有温度、压力、应力、速度、加速度、位移、角速度等；工程师需要采集的参数数量也差别较大，例如为了采集底盘零部件应力需要布置30个以上的通道，而采集转向力仅需2个试验通道。为了支持上述不同的测试目的，通常需要开发针对性的测试软件，但汽车工程师通常不是专业的软件工程师，无法编制复杂的数据采集软件，因此测试系统需要有一种相对简单容易入门的采集软件。三.测试系统的总体设计根据不同的目的，底盘系统需要测试的性能参数数量较多，本文主要以转向力测试为例说明测试系统的总体设计和详细设计。测试系统主要包括以下两部分：1）硬件部分，包括①传感器子模块：通过传感器将各性能物理值转换为电信号；

6、②数据采集模块：实现对传感器输入的模拟信号进行滤波、调理及模拟信号转为数字信号；2）软件部分：实现读取硬件部分输出的数字信号并根据需要对信号进行滤波、分析，同时按照一定格式将信号存储于计算机硬盘中。其功能示意图如图1所示：1/4图1转向测试系统功能示意图四.测试系统的详细设计说明1.硬件部分在轿车上，使用光学车速传感器采集车速信号，在方向盘处布置力矩方向盘采集转向力矩和转角信号。根据需要工程师还可以增加或减少传感器，例如为了考察转向油液压力和温度对转向力的影响，额外增加压力传感器和温度传感器。针对不同类型的传感器，选用合适的采集设备和方案，主要包括以下C系列采集模块：NI-92

7、03为8通道模拟电流采集模块，压力传感器输出信号为4-20mA电流，对于这类输出为标准电流信号的传感器接入NI-9203。NI-9201为8通道模拟电压采集模块，光学车速传感器、测力方向盘输出信号为0-10V电压，对于这类输出为电压信号的传感器接入NI-9201。NI-9217为4通道RTD专用采集模块，热电阻接入NI-9217。2.软件部分使用Labview中的DAQ助手以及While循环等子VI编制采集软件，在终端硬件的支持下主要实现信号数据的采集、分析和存储功能。工程师可以修改采样率、