ABS测控实验教学系统的开发研究

论文摘要

本文以桑塔纳3000制动防抱系统MK20-I型ABS为研究对象,在不影响其工作性能的前提下,通过对硬件、软件的设计与开发,设计出工作性能可靠的ABS测控实验教学系统。ABS测控实验系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件以传感器、PC机和数据采集卡为核心,辅以信号调理电路和实验台架;软件由应用程序和硬件驱动程序构成。应用程序用于完成信号的采集、显示、打印和数据回放,硬件驱动程序用于数据采集卡工作模式的设置。在硬件设计方面,文章详细介绍了ABS实验台架、信号调理电路、测控面板的设计。采用三相异步电动机驱动车轮旋转模拟车轮在不同初速度条件下的制动情况,用CAD2007设计出ABS实验台架结构图。根据传感器输出信号的特点,设计出轮速信号、压力信号和电磁阀信号的调理电路,经理论仿真和实际应用,结果表明信号调理电路工作可靠。在测控面板设计中,通过单片机AT89C2051对轮速脉冲进行定时计数计算出轮速值,由芯片MAX7219驱动共阴极数码管显示轮速值。在故障设置部分,采用双排两档开关实现轮速传感器和液压泵等6处故障的设置。在软件设计方面,本文选用LabVIEW作为软件开发平台,运用虚拟仪器思想和面向对象的设计方法,设计出主控菜单、登陆模块、辅助模块和数据采集模块。数据采集系统可以实时测试轮速、制动压力等信号,并根据轮速信号计算出参考车速、制动减速度、滑移率等参数的大小,同时实现数据流分析、波形打印、波形存储和数据离线处理等功能。文章设计了轮速、压力、减速度、滑移率等参数的采集程序。最后,对ABS测控实验系统的软、硬件进行调试,结果表明ABS测控实验系统工作可靠,该系统具有人机界面友好、操纵方便、可靠性强等优点,可以用于教学、实验等方面,实现了系统的设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车制动防抱系统概述
• 1.2 ABS的发展历程及发展趋势
• 1.2.1 ABS的发展历程
• 1.2.2 ABS的发展趋势
• 1.3 国内外ABS实验台架的研究现状
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 1.6 本课题研究的重点和难点
• 1.7 本章小节
• 第二章 ABS测控实验系统的总体设计
• 2.1 ABS测控实验系统的设计目标
• 2.2 测控实验系统的设计原则
• 2.3 ABS测控实验系统总体设计
• 2.3.1 硬件的选用方案
• 2.3.2 测控系统的软件平台选择
• 2.3.3 软件的设计结构
• 2.4 本章小节
• 第三章 ABS测控实验台架的设计制作
• 3.1 ABS实验台架的总体设计
• 3.2 ABS测控实验系统的工作原理及制动力矩
• 3.2.1 测控系统的工作原理
• 3.2.2 制动力矩的计算
• 3.3 ABS实验台架的设计
• 3.3.1 ABS实验台架的基本组成
• 3.3.2 电动机的选取
• 3.3.3 半轴的设计与校核
• 3.3.4 V型带和皮带轮的选取
• 3.4 本章小结
• 第四章 ABS测控实验系统硬件电路的设计
• 4.1 ABS轮速信号调理电路的设计
• 4.1.1 ABS轮速传感器及其信号特征
• 4.1.2 轮速信号调理电路的设计
• 4.2 制动压力信号调理电路的设计
• 4.2.1 压力传感器的选择及标定
• 4.2.2 压力信号调理电路的设计
• 4.3 电磁阀信号调理电路的设计
• 4.3.1 电磁阀信号特征分析
• 4.3.2 电磁阀信号调理电路的设计
• 4.4 测控面板的设计
• 4.5 故障设置模块的设计
• 4.6 电源电路和系统抗干扰设计
• 4.6.1 电源电路的设计
• 4.6.2 系统抗干扰措施
• 4.7 本章小结
• 第五章 ABS测控实验系统的软件设计
• 5.1 系统软件结构设计
• 5.1.1 系统软件总体设计
• 5.1.2 软件设计流程图
• 5.2 系统各功能模块设计
• 5.2.1 登录模块设计
• 5.2.2 主控菜单的设计
• 5.2.3 数据存储模块的设计
• 5.2.4 故障显示的设计
• 5.3 软件关键技术的实现
• 5.3.1 波形显示的实现
• 5.3.2 波形回放的实现
• 5.4 数据采集程序的设计
• 5.4.1 轮速的采集
• 5.4.2 车轮减速度的计算
• 5.4.3 参考车速的确定
• 5.4.4 车轮滑移率的计算
• 5.4.5 制动压力信号的采集
• 5.5 系统调试
• 5.5.1 实验目的
• 5.5.2 实验分析
• 5.6 本章小结
• 第六 章结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间撰写发表的论文及著作