基于的综合试验台系统的设计与实现

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1、万方数据第26卷第4期青岛大学学报(自然科学版)2013年11月JOURNALOFQINGDAOUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)V01．26No．4NOV．2013文章编号：1006—1037(2013)04—0092—05doi：10．3969／j．issn．1006—1037．2013．11．21基于LabVIEW的HPS综合试验台系统的设计与实现刘拥(巢湖学院计算机与信息工程学院，巢湖238000)摘要：基于工业控制计算机、工业控制板卡和虚拟仪器软件，提出了动力转向器总成试验台系统的整体方

2、案。根据试验台所需要实现功能的需要，完成了测控系统的电气和硬件设计，并基于LabVIEW8．5虚拟仪器软件设计了测控系统的上位机应用程序。试验结果表明，所设计的系统可自动完成所预设的动作和数据检测，减小了试验中人为因素的影响，提高了试验结果的准确值。关键词：汽车；动力转向器综合试验台；硬件设计；软件设计中图分类号：TP274．5文献标志码：A随着科学技术的不断进步，汽车工业的发展日新月异，汽车的性能、质量、生产效率和制造工艺水平不断提高。汽车工业的规模及其产品的性能与质量成为衡量一个国家科技水平的重要标志之一LlJ。转向器是汽车

3、转向系统里的主要部件，其基本功能是传递执行转向系统输出的力矩和方向。汽车性能的提高，使平均车速也大为提高，因此对转向操作性能提出了更严格的要求。除了要求转向轻便、操控稳定，还要求转向回正性能良好[2]。因此，在完成转向器主体装配工序完成后，必须进行测试检验，以确保装车使用过程中各项性能满足技术标准。为实现对转向器的质量检测，必须构建一套试验台系统对其性能参数进行测试。试验台可以为转向器定型设计提供参考，也可作为批量后的生产质量检验平台。本文在分析已有文献的基础上，基于工业控制计算机、工业控制板卡和虚拟仪器软件，设计了动力转向器总

4、成试验台。1动力转向系统动力转向系统是利用驾驶员施加的扭矩和发动机(或电机)的动力为转向动力的转向系统，它是在机械转向系统的基础上外加一套转向助力装置而形成的口]。转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压辅助力，联合驾驶员施加的扭矩来实现转向操纵。从而使得驾驶员需要加于转向盘上来克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩的力矩比用机械转向系统时所需的转向力矩小得多口]。齿轮齿条式动力转向器的组成由控制阀、机械转向器、助力缸三大部分组成。控制阀为结构先进、灵敏性高、国外普遍应用的转阀，机械转向器为齿轮齿条式。汽车

5、在直线行驶的过程中，阀芯和阀套的保持如图1所示的位置关系。由泵输入的液压油通过阀芯和阀套间的间隙，流向液压缸两端，此时液压缸两端油压相等。驾驶员转动方向盘时，阀芯与阀套的相对位置则发生改变，使得来自泵大部分或全部液压油流人液压缸某一端，而另一端则与回油管路接通，由于压力差的存在使得液压缸左右移动从而促进汽车左转或右转[4]。2综合性能试验台的组成本性能试验台主要包括机械系统、液压系统、气动系统、测控系统、加热系统[5。7]。它采用伺服系统、威斯特中航扭矩传感系统、上银直线导轨运动副、FESTO气动系统、威斯特中航压力传感器，拉压

6、力传感器及美国DUCAN位移测量装置、快速夹具及液压气动系统等组成(图1)。收稿日期：2013—09—13作者简介：刘拥，男，硕士，助教，主要研究方向：计算机应用技术。万方数据第4期刘拥：基于LabVIEW的HPS综合试验台系统的设计与实现932．1系统工作原理系统利用各种传感器采集诸如温度，进出口油压、进出口流量、扭矩、转角、位移等不同的被测量。数字量经过连接线和端子板，输入PCI一6514数字I()套装；模拟量经过电流一电压调理模块和A／D模块专用模块转换后，输入PCI--6221数据采集卡，传人工控机。在工控机中利用Lab

7、view软件编程进行数据处理、显示，工控机通过PCI一6514和伺服驱动器对综合试验台进行控制。3测控系统硬件设计图1综合试验台组成框图3．1测控系统组成整个测控系统包括传感器、数据采集卡、I／O控制卡以及装有LabVIEW软件的工控计算机。整个测控系统中，需要检测和控制几十数字个开关量，以及如扭矩、油液压力、流量、拉压力、温度等模拟量或数字量。在参考文献[8—9]的基础上，设计了如图2所示测控系统。系统中所有板卡都基于PCI总线，采集卡采用美国NI公司的泛华PCI。一6221，扭矩传感器、压力传感器、拉压传感器、位移传感器、油

8、温热电偶传感器、流量计以及气温传感器的输出信号都是模拟信号，因而这些传感器的信号分别经过相应的信号调理模块和信号放大器后，经过采集卡A／D转换后输入工控机。I／O卡采用泛华PCL一6514，按钮信号、光电开关状态信号、指示灯和电子阀控制信号均为开关量信号，计算机